ES2237851T3 - Dispositivo de direccion provisto de un sensor de medicion. - Google Patents
Dispositivo de direccion provisto de un sensor de medicion.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN DISPOSITIVO DE DIRECCION PARA UN VEHICULO DE MOTOR, QUE COMPRENDE UN MIEMBRO DE ACCIONAMIENTO PARA INDUCIR UN MOVIMIENTO DE DIRECCION Y UN VARILLAJE DE DIRECCION QUE TRANSMITE A LAS RUEDAS EL MOVIMIENTO DE DIRECCION. EL DISPOSITIVO SE CARACTERIZA PORQUE EL MIEMBRO DE ACCIONAMIENTO CONSTA DE UN "VOLANTE DE DIRECCION" (1) QUE PUEDE GIRARSE EN UN ANGULO PEQUEÑO, Y UN SENSOR DE MEDICION (2) QUE SE UTILIZA PARA PRODUCIR UNA SEÑAL ELECTRICA O ELECTRONICA DE POSICION, Y PORQUE EL VARILLAJE DE LA DIRECCION SE ACTIVA POR MEDIO DE UN ACCIONADOR QUE PUEDE CONTROLARSE POR UN DISPOSITIVO ELECTRICO O ELECTRONICO DE CONTROL DE ACUERDO CON DICHA SEÑAL DE POSICION.
Description
Dispositivo de dirección provisto de un sensor de
medición.
La invención se refiere a un dispositivo de
dirección para un vehículo con un elemento de mando para iniciar el
movimiento de dirección y un varillaje de dirección para la
transmisión del movimiento de dirección a las ruedas.
Los dispositivos de dirección conocidos constan
de un volante de dirección que se puede girar manualmente, que entre
tope y tope se puede girar normalmente entre 3,5 y 4,5 vueltas y
cuyo movimiento de giro se puede transmitir mecánicamente de forma
directa sobre un varillaje de dirección que determina la
orientación de las ruedas dirigidas. Los dispositivos de dirección
de este tipo se vienen utilizando desde los inicios del desarrollo
del automóvil, de diferente forma, y en los autobuses y camiones,
además de un mayor diámetro del volante de dirección, se han podido
prever más giros entre tope y tope con el fin de mejorar las
relaciones de transmisión a favor de un menor empleo de fuerza.
Además están ampliamente difundidos los dispositivos neumáticos de
asistencia a la dirección como las llamadas servodirecciones, en
particular en automóviles con tracción delantera.
No obstante, el acoplamiento mecánico directo
entre el volante de dirección y las ruedas presenta también varios
inconvenientes. Por una parte no se puede evitar del todo que las
desigualdades de la calzada, a pesar de los dispositivos de
amortiguación interpuestos, lleguen hasta el volante de dirección en
forma de vibraciones más o menos intensas, lo cual no sólo resulta
incómodo sino que en recorridos largos puede originar un mayor grado
de fatiga. Otro inconveniente consiste en que, a la hora de diseñar
dispositivos de dirección de este tipo, hay que decidirse de
antemano por una relación de transmisión determinada, con lo cual
una persona puede quejarse de un contacto insuficiente, mientras que
para otra persona la misma relación de transmisión exige un empleo
de fuerza excesivo. Además, con los dispositivos de dirección
convencionales no se pueden satisfacer las distintas necesidades que
se presentan durante la conducción en línea recta por una autopista,
por una parte, y al efectuar un aparcamiento, por otra, o bien no se
satisfacen sin un esfuerzo técnico considerable.
A esto hay que añadir que en los modernos
volantes de dirección cada vez es mayor el número de dispositivos de
mando dispuestos en los mismos de tal manera que se puedan alcanzar
sin tener que levantar la mano del volante de dirección. En los
dispositivos de dirección convencionales la fiabilidad de la
activación de estos mecanismos depende de que las diferentes órdenes
se puedan trasmitir de forma segura desde el volante de dirección
giratorio hasta las partes fijas de la carrocería. Para ello existe
también toda una serie de posibles soluciones técnicas acreditadas,
que ello no obstante presentan, residualmente, una propensión a las
averías, y muchas de ellas están sobrecargadas por el incremento
notable de los dispositivos de mando alojados en el volante de
dirección.
Por la patente DE-A- 31 24 181 se
conoce un dispositivo de dirección para un vehículo con las
características de los preámbulos de las reivindicaciones 1, 4 y
9.
Se plantea el objetivo de explicar un dispositivo
de dirección del tipo mencionado al principio, en el que no puedan
aparecer los inconvenientes antes mencionados, que se pueda adaptar
fácilmente a los requisitos más variados y en el que se puedan
disponer sin más, en el elemento de mando, un buen número de
palancas y botones de mando con los propósitos más variados sin que
la transmisión de la señal plantee dificultades.
Para resolver este objetivo se propone un
dispositivo de dirección según las reivindicaciones 1, 4 ó 9.
En el dispositivo de dirección según la invención
se ha mantenido el uso del concepto "volante de dirección",
aunque el elemento de mando sólo se puede girar en un ángulo muy
pequeño. Por lo demás, éste se puede configurar en gran medida como
un volante de dirección convencional. Es importante el
desacoplamiento mecánico del varillaje de dirección y la transmisión
de las órdenes de dirección por vía eléctrica o electrónica. En este
sentido está previsto, según un primer aspecto de la invención, un
sensor de valores medidos para generar una señal de posición
eléctrica, que se conduce a un dispositivo regulador eléctrico o
electrónico, el cual a su vez, dependiendo de la señal de posición,
genera órdenes de mando para un servomecanismo que activa el
varillaje de dirección.
El dispositivo de dirección según la invención
tiene la ventaja de que en el "volante de dirección", con
escasa capacidad de giro, se pueden alojar de forma convencional un
airbag y varios dispositivos de mando e información, sin que se
deban prever, como ocurre en un volante de dirección con la
posibilidad de efectuar varias veces un giro de 360º, dispositivos
especiales para la transmisión de las señales de mando y de
información desde un componente fijo a otro con una movilidad de
varios giros, o viceversa.
El dispositivo de dirección según la invención
tiene, además, la gran ventaja de que como consecuencia del
desacoplamiento mecánico se pueden aplicar de forma muy sencilla las
relaciones de transmisión deseadas, pues la única intervención en
este sentido tiene lugar en el software del dispositivo regulador
electrónico. Por otra parte existe la posibilidad, sin más, de
elegir una relación de transmisión muy directa para la marcha en
línea recta por autopista y de prever, para la conducción mientras
se aparca la gama de ajuste opuesta.
En las subreivindicaciones se describen
configuraciones idóneas de la idea de la invención. Otras
particularidades se explican en mayor detalle con ayuda de los
ejemplos de realización representados en las figuras 1 a 4. Las
figuras muestran:
Figura 1 una vista en planta de una primera forma
de realización del "volante de dirección" para un dispositivo
de dirección según la invención,
Figura 2 una vista en planta de una segunda forma
de realización del "volante de dirección" para un dispositivo
de dirección según la invención,
Figura 3 una sección parcial a través de un
volante de dirección del dispositivo de dirección según la
invención,
Figura 4 una vista en planta de una segunda forma
de realización de un "volante de dirección" del dispositivo de
dirección según la invención.
En la figura 1 se representa un "volante de
dirección" que se aparta de la forma convencional, pues está
formado únicamente por una corona del volante de dirección 4, de
forma semicircular y dos radios del volante de dirección 5 unidos
por fuera a los extremos de la corona del volante de dirección 4. En
la corona del volante de dirección 4 están configuradas dos zonas de
agarre 7, que - al contrario de lo que ocurre con un volante de
dirección giratorio - se pueden agarrar de forma continua, porque
sólo está previsto un ángulo de giro pequeño, hasta un máximo de
\pm 30 grados angulares. En la parte central 6 del "volante de
dirección" 1 se puede alojar un airbag en la forma habitual. La
parte superior 4 de la corona del volante de dirección está unida en
la zona media 8 a la parte central 6. En la parte central 6 se
pueden alojar además varios dispositivos de información y de
mando.
En la forma de realización según la figura 2 el
"volante de dirección" 1 está formado por cuatro radios 5a y
dos partes cortas 4a de la corona del volante de dirección, que
están unidas en los extremos con los extremos exteriores de los
radios 5a formando cada uno una zona de agarre 7a con una anchura
similar como mínimo a la de la mano. Los radios 5a arrancan de una
parte central 6a del volante de dirección 1, en la que a su vez se
puede alojar un airbag y en la que se pueden colocar diferentes
dispositivos de información y de mando.
Según la figura 3 el "volante de dirección"
1 está alojado, con posibilidad de giro, sobre un árbol 1a, donde un
muelle de retroceso se ocupa de que adopte su posición central de
forma automática. El sensor de valores medidos 2 puede estar formado
por un soporte de código de barras 2a, que gira con el "volante de
dirección" 1 y que en colaboración con un dispositivo lector fijo
produce la señal de posición necesaria.
El sensor de valores medidos puede estar
compuesto también por un pequeño disco giratorio 2c, con código de
barras, y un dispositivo lector fijo 2b, donde el disco 2c está
dispuesto sobre un eje 2d con una rueda dentada 2e, cuyos dientes
engranan en una corona dentada 2f que gira con el "volante de
dirección" 1. De esta manera se puede influir sobre la resolución
del código de barras.
Finalmente, en la forma de realización según la
figura 4 está previsto que el "volante de dirección" 1 pueda
efectuar sólo movimientos de giro pequeños, en el intervalo de un
máximo de \pm 10 grados angulares, donde el muelle de retroceso
hace que el "volante de dirección" vuelva a la posición central
neutra, en la medida en que no actúen otras fuerzas exteriores sobre
el "volante de dirección" 1. El "volante de dirección" 1
está formado a su vez por una parte central 9, en la que están
configurados, en la zona superior 10, unas orejetas de sujeción 11,
y en la zona inferior 12 unos apoyabrazos 13. En este "volante de
dirección" 1 el conductor se puede apoyar cómodamente, como
ocurre con determinadas formas de manillar de una bicicleta, lo que
le ayuda a combatir la fatiga en recorridos largos y le permite
adoptar una posición de asiento especialmente relajada.
Principalmente en la parte central 9 se alojan un airbag 14 y
dispositivos de mando y de información 15 a 17. En la parte
izquierda del "volante de dirección" 1 se encuentra un teclado
15 para programar una velocidad determinada del vehículo, una
palanca 15a para activar el indicador de dirección de marcha, un
botón de mando 15b para introducir otras órdenes y otro botón de
mando 15c para sintonizar la radio. En la parte derecha están
previstos un teclado 16 para ajustar el aire acondicionado, una
palanca 16a para activar el indicador de dirección de marcha, un
botón de mando 16b para introducir otras órdenes y un botón de mando
16c para activar el claxon. Todos los dispositivos de mando están
dispuestos de forma que resulten accesibles sin tener que levantar
necesariamente la mano del "volante de dirección" 1. En la
parte superior se puede disponer, entre los teclados 15 y 16, otro
dispositivo de información en forma de una pantalla multifunción, a
través de la cual se puede ofrecer al conductor, de forma
obligatoria o mediante una consulta, todas las informaciones
posibles sobre el vehículo en una presentación visualmente
sencilla.
Dado que la transmisión de energía y de datos
entre la carrocería del vehículo y el "volante de dirección",
que sólo puede girar unos \pm 30 grados angulares, no presenta
dificultades técnicas de ningún tipo se pueden alojar en el
"volante de dirección" 1, evidentemente, bastantes más
dispositivos de información y de mando, sin temor a una sobrecarga
en este sentido. Así pues, se pueden alojar directamente en el
volante de dirección casi todos los dispositivos de activación
necesarios para el funcionamiento de un vehículo, lo que contribuye
notablemente a la seguridad de la conducción, pues el conductor no
tiene ya que soltar el volante de dirección para estos propósitos.
La disposición de los apoyabrazos 13 indica, además, que el
"volante de dirección" según la invención puede cumplir
funciones totalmente nuevas, imposibles hasta ahora.
Esto mismo ocurre cuando se utiliza un sensor de
valores medidos proporcional a la fuerza en lugar de un sensor de
valores medidos proporcional al
recorrido.
recorrido.
Claims (15)
1. Dispositivo de dirección para un vehículo con
un elemento de mando para iniciar el movimiento de dirección y un
varillaje de dirección para trasmitir el movimiento de dirección a
las ruedas, donde el elemento de mando está formado por un volante
de dirección (1) y un sensor de valores medidos (2) para generar una
señal de posición eléctrica o electrónica, y el varillaje de
dirección es activado por un servomecanismo que se puede controlar
mediante un dispositivo regulador eléctrico o electrónico
dependiendo de la señal de posición, caracterizado porque el
volante de dirección (1) está alojado, con posibilidad de giro, en
un árbol (1a) y se puede girar, partiendo de la posición central,
como máximo \pm 30 grados angulares contra un muelle de retroceso
(3).
2. Dispositivo de dirección según la
reivindicación 1, caracterizado porque en el volante de
dirección (1) está previsto un dispositivo de información (17) que
indica al conductor la posición del volante de dirección (1).
3. Dispositivo de dirección según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la señal de
posición en el dispositivo regulador se puede procesar de tal modo
que la orden de mando para el servomecanismo, dependiendo del ángulo
de giro del volante de dirección, se aparta más o menos de una
transmisión directamente proporcional.
4. Dispositivo de dirección para un vehículo con
un elemento de mando para iniciar el movimiento de dirección y un
varillaje de dirección para transmitir el movimiento de dirección a
las ruedas, donde el elemento de mando está formado por un volante
de dirección (1) y un sensor de valores medidos (2) para generar una
señal de posición eléctrica o electrónica, y el varillaje de
dirección es activado por un servomecanismo que se puede controlar
mediante un dispositivo regulador eléctrico o electrónico
dependiendo de la señal de posición, caracterizado porque el
sensor de valores medidos (2) produce una señal proporcional a la
fuerza que se necesita para girar el volante de dirección (1) hacia
una posición angular que se desvía de la posición cero, y porque el
volante de dirección (1) está alojado, con posibilidad de giro, en
un árbol (1a) y se puede girar, partiendo de la posición central,
como máximo \pm 30 grados angulares contra un muelle de retroceso
(3).
5. Dispositivo de dirección según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el volante
de dirección (1) está formado por una parte superior de la corona
del volante de dirección (4) y dos radios de volante de dirección
(5) unidos por fuera a los extremos de la parte de la corona del
volante de dirección (4).
6. Dispositivo de dirección según la
reivindicación 5, caracterizado porque la parte superior (4)
de la corona del volante de dirección está unida en su zona media
(8) a una parte central (6) del volante de dirección (1), y porque
en la parte de la corona del volante de dirección (4) está
configurada, a la derecha y a la izquierda de la zona media, una
zona de agarre (7) con una anchura similar como mínimo a la de la
mano.
7. Dispositivo de dirección según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el volante de
dirección (1) está formado por cuatro radios (5a) y dos partes
cortas (4a) de la corona del volante de dirección, que están unidas
por los extremos con los extremos exteriores de los radios (5a)
formando cada uno una zona de agarre (7a) con una anchura similar
como mínimo a la de la mano.
8. Dispositivo de dirección según la
reivindicación 7, caracterizado porque los radios (5a)
arrancan de una parte central (6a) del volante de dirección (1).
9. Dispositivo de dirección para un vehículo con
un elemento de mando para iniciar el movimiento de dirección y un
varillaje de dirección para transmitir el movimiento de dirección a
las ruedas, donde el elemento de mando está formado por un volante
de dirección (1) y un sensor de valores medidos (2) para generar una
señal de posición eléctrica o electrónica, y el varillaje de
dirección es activado por un servomecanismo que se puede controlar
mediante un dispositivo regulador eléctrico o electrónico
dependiendo de la señal de posición, caracterizado porque el
volante de dirección (1) está alojado, con posibilidad de giro, en
un árbol (1a), y se puede girar, partiendo de la posición central,
como máximo \pm 10 grados angulares contra un muelle de retroceso
(3).
10. Dispositivo de dirección según la
reivindicación 9, caracterizado porque el volante de
dirección (1) está formado por una parte central (9), en la que
están configurados, en la zona superior (10), unas orejetas de
sujeción (11), y en la zona inferior (12) unos apoyabrazos (13).
11. Dispositivo de dirección según la
reivindicación 10, caracterizado porque las orejetas de
sujeción (11) y los apoyabrazos (13) están configurados de una sola
pieza con la parte central (9).
12. Dispositivo de dirección según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque en el volante de
dirección (1), sobre todo en la parte central (9), están alojados un
airbag (14) y varios dispositivos de mando y de información (15 a
17).
13. Dispositivo de dirección según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los dispositivos
de mando (15, 16) están dispuestos además en la zona de agarre (7) o
en la zona de las orejetas de sujeción (11).
14. Dispositivo de dirección según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el sensor de
valores medidos (2) es un sensor de recorrido.
15. Dispositivo de dirección según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los apoyabrazos
(13) constan de una envoltura impermeable al gas, con un relleno de
partículas en forma de polvo, bolas o granulado, donde el relleno se
puede moldear en presencia de un gas, pero que después de retirar de
la envoltura conserva de forma duradera la forma que ha
adoptado.
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