IT201600069085A1

IT201600069085A1 - Dispositivo di comando cambio con leva di comando supportata mediante giunto cardanico e con sistema di rilevamento della posizione atto a rilevare la posizione della leva di comando.

Info

Publication number: IT201600069085A1
Application number: IT102016000069085A
Authority: IT
Inventors: Edoardo Placido Mongarli; Aldo Pairona
Original assignee: Silatech S R L
Priority date: 2016-07-04
Filing date: 2016-07-04
Publication date: 2018-01-04
Also published as: WO2018007947A1

Description

"Dispositivo di comando cambio con leva di comando supportata mediante giunto cardanico e con sistema di rilevamento della posizione atto a rilevare la posizione della leva di comando"

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un dispositivo di comando cambio per un cambio di velocità di veicolo comprendente un corpo di supporto atto a essere rigidamente collegato a una parte dell'abitacolo del veicolo, ad esempio al pavimento o alla plancia, una leva di comando supportata dal corpo di supporto mediante un giunto cardanico in modo da essere in grado sia di oscillare verso sinistra o verso destra intorno a un primo asse di rotazione diretto longitudinalmente sia di oscillare avanti e indietro intorno a un secondo asse di rotazione diretto trasversalmente per eseguire i movimenti rispettivamente di selezione e innesto delle marce, e un sistema di rilevamento della posizione atto a rilevare la posizione della leva di comando, in cui il sistema di rilevamento della posizione comprende un magnete permanente, che è collegato alla leva di comando in modo da muoversi per effetto dell'oscillazione della leva di comando intorno al primo e al secondo asse di rotazione, e un sensore di campo magnetico a effetto Hall, che è montato su una piastra porta-sensore fissata al corpo di supporto ed è atto a fornire in uscita segnali indicativi delle componenti del flusso magnetico generato dal magnete permanente e applicato al sensore stesso, come specificato nel preambolo della rivendicazione indipendente 1.

Un dispositivo di comando cambio del tipo sopra identificato è noto ad esempio da DE 10 2011 119 862. Secondo tale soluzione nota, il magnete permanente del sistema di rilevamento della posizione è montato in modo solidale alla leva di comando, sia nel movimento di oscillazione intorno al primo asse di rotazione sia nel movimento di oscillazione intorno al secondo asse di rotazione. Più specificamente, il magnete permanente è disposto con il proprio asse magnetico parallelamente, e a una certa distanza, rispetto al primo asse di rotazione. Di conseguenza, per effetto dell'oscillazione della leva di comando intorno al primo e al secondo asse di rotazione il magnete permanente si muove nello spazio, cioè percorre una traiettoria che si estende nelle tre dimensioni. Ciò rende più difficoltosa e meno precisa la misura, da parte del sensore, delle componenti del flusso magnetico generato dal magnete permanente, con conseguente ridotta precisione nel rilevamento della posizione della leva di comando.

Scopo della presente invenzione è dunque fornire un dispositivo di comando cambio del tipo sopra identificato, in cui il cui sistema di rilevamento della posizione sia in grado di rilevare la posizione della leva di comando con maggiore precisione rispetto alla tecnica nota sopra discussa.

Questo e altri scopi sono pienamente raggiunti secondo la presente invenzione grazie a un dispositivo di comando cambio avente le caratteristiche definite nell'annessa rivendicazione indipendente 1.

Forme di realizzazione preferite dell'invenzione sono oggetto nelle rivendicazioni dipendenti, il cui contenuto è da intendersi come parte integrale e integrante della presente descrizione.

In sintesi, l'invenzione si fonda sull'idea di realizzare un dispositivo di comando cambio del tipo sopra identificato, in cui il magnete permanente è vincolato a muoversi su un piano estendentesi parallelamente e a distanza rispetto alla piastra porta-sensore ed è collegato alla leva di comando tramite mezzi di collegamento configurati per convertire il movimento di oscillazione della leva di comando intorno al primo e al secondo asse di rotazione in movimento del magnete permanente su detto piano. Grazie a una tale configurazione del sistema di rilevamento della posizione, l'oscillazione della leva di comando intorno al primo e al secondo asse di rotazione si traduce nel movimento del magnete permanente su un piano estendentesi parallelamente e a distanza rispetto alla piastra portasensore, con la conseguenza che il sensore è in grado di rilevare con elevata precisione la posizione del magnete permanente su detto piano e dunque il sistema di rilevamento della posizione è in grado di rilevare la posizione della leva di comando con maggiore precisione rispetto alla tecnica nota.

Secondo una forma di realizzazione, i mezzi di collegamento sono configurati per convertire il movimento di oscillazione della leva di comando intorno al primo asse di rotazione in movimento del magnete permanente su detto piano lungo una prima direzione e per convertire il movimento di oscillazione della leva di comando intorno al secondo asse di rotazione in movimento del magnete permanente su detto piano lungo una seconda direzione perpendicolare alla prima direzione.

Secondo una forma di realizzazione, il magnete permanente è montato in un corpo porta-magnete ed è disposto scorrevole su una superficie di scorrimento piana formata da un'ulteriore piastra fissata al corpo di supporto parallelamente e a distanza rispetto alla piastra porta-sensore. Preferibilmente, i mezzi di collegamento comprendono almeno una molla agente direttamente o indirettamente sul corpo porta-magnete in modo da mantenere il magnete permanente costantemente a contatto con la superficie di scorrimento piana, a prescindere dalla posizione della leva di comando.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno dalla descrizione dettagliata che segue, data a puro titolo di esempio non limitativo con riferimento ai disegni allegati, in cui:

la figura 1 è una vista prospettica di un dispositivo di comando cambio secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;

le figure 2 e 3 sono due ulteriori viste prospettiche che mostrano in maggiore dettaglio, da due diversi punti di vista, il dispositivo di comando cambio di figura 1;

la figura 4 è una vista prospettica che mostra il sistema di rilevamento della posizione del dispositivo di comando cambio di figura 1, sezionato secondo un primo piano di sezione passante per il primo asse di rotazione della leva di comando; e la figura 5 è una vista prospettica che mostra il sistema di rilevamento della posizione del dispositivo di comando cambio di figura 1, sezionato secondo un secondo piano di sezione passante per il secondo asse di rotazione della leva di comando.

Nella descrizione e nelle rivendicazioni che seguono, termini quali "longitudinale" e "trasversale", così come "orizzontale" e "verticale", sono da intendersi riferiti alla condizione di montaggio del dispositivo di comando a bordo del veicolo. Inoltre, il termine "longitudinale" è qui utilizzato per indicare una direzione parallela alla direzione antero-posteriore (o direzione di marcia) del veicolo, mentre il termine "trasversale" è qui utilizzato per indicare una direzione perpendicolare alla direzione longitudinale.

Con riferimento inizialmente alle figure dalla 1 alla 3, un dispositivo di comando cambio per un cambio di velocità di un veicolo secondo una forma di realizzazione della presente invenzione è complessivamente indicato con 10. Il dispositivo di comando 10 comprende fondamentalmente una leva di comando 12 tramite la quale il guidatore è in grado di impartire i comandi al cambio di velocità del veicolo, un corpo di supporto 14 atto a essere rigidamente collegato all'abitacolo del veicolo, ad esempio al pavimento o alla plancia, e un giunto cardanico 16 mediante il quale la leva di comando 12 è supportata dal corpo di supporto 14 in modo da essere in grado di ruotare intorno a due assi di rotazione perpendicolari, e precisamente un primo asse di rotazione x diretto longitudinalmente e un secondo asse di rotazione y diretto trasversalmente, in cui ad esempio il primo asse di rotazione x è un asse stazionario, cioè fisso rispetto al corpo di supporto 14, mentre il secondo asse di rotazione y ruota intorno al primo asse di rotazione x insieme alla leva di comando 12 quando quest'ultima viene inclinata in un verso o nell'altro intorno al primo asse di rotazione x. La leva di comando 12 comprende, in modo per sé noto, un'asta 18 e un pomello (non mostrato, ma comunque di tipo per sé noto) montato all'estremità superiore dell'asta 18. Ruotando intorno al primo asse di rotazione x la leva di comando 12 oscilla in un piano trasversale (piano di selezione) verso sinistra o verso destra per trasmettere i comandi di selezione al cambio di velocità, mentre ruotando intorno al secondo asse di rotazione y la leva di comando 12 oscilla in un piano longitudinale (piano d'innesto) avanti e indietro per trasmettere i comandi d'innesto al cambio di velocità.

Il giunto cardanico 16 può essere di qualsiasi tipo noto e non sarà dunque qui descritto in dettaglio. In termini generali, il giunto cardanico 16 comprende una forcella 20 e una crociera (non mostrata nei disegni). La crociera comprende un primo albero che si estende in direzione longitudinale (cioè nella direzione del primo asse di rotazione x) e un secondo albero che si estende in direzione trasversale (cioè nella direzione del secondo asse di rotazione y). Il primo albero è supportato dal corpo di supporto 14 in modo girevole intorno al primo asse di rotazione x (asse di rotazione stazionario), mentre il secondo albero è solidale al primo albero nel movimento di rotazione intorno al primo asse di rotazione x ed è dunque un asse di rotazione mobile. La forcella 20 è collegata al secondo albero della crociera in modo da ruotare insieme a questo intorno al primo asse di rotazione x e da ruotare inoltre rispetto al primo albero intorno al secondo asse di rotazione y. L'asta 18 della leva di comando 12 è rigidamente connessa alla propria estremità inferiore alla forcella 20. La leva di comando 12 può quindi ruotare sia intorno al primo asse di rotazione x sia intorno al secondo asse di rotazione y per la trasmissione al cambio di velocità dei comandi di selezione e rispettivamente d'innesto impartiti dal guidatore.

I comandi di selezione e innesto impartiti dal guidatore tramite la leva di comando 12 possono essere trasmessi al cambio di velocità o per via meccanica, cioè tramite organi di collegamento meccanici, ad esempio tramite una coppia di cavi pushpull, che collegano la leva di comando 12 ad appositi organi di azionamento previsti nel cambio di velocità, o in modalità cosiddetta "shift-by-wire", cioè tramite un'unità di controllo elettronica che genera opportuni segnali di comando per attuatori di selezione e innesto previsti nel cambio di velocità in funzione di segnali d'ingresso indicativi della posizione della leva di comando 12.

Con riferimento in particolare alle figure 4 e 5, il dispositivo di comando cambio 10 comprende inoltre un sistema di rilevamento della posizione atto a rilevare la posizione della leva di comando 12, e precisamente sia la posizione angolare intorno al primo asse di rotazione x sia la posizione angolare intorno al secondo asse di rotazione y. Il sistema di rilevamento della posizione comprende un magnete permanente 22, che è collegato alla leva di comando 12, in particolare alla forcella 20, in modo da muoversi per effetto dell'oscillazione della leva di comando 12 intorno al primo asse di rotazione x e al secondo asse di rotazione y, e un sensore di campo magnetico a effetto Hall 24 (realizzato in particolare sotto forma di chip integrato) che è montato su una piastra porta-sensore 26 fissata al corpo di supporto 14 in modo da essere operativamente esposto al flusso magnetico generato dal magnete permanente 22 ed è atto a fornire in uscita segnali indicativi delle componenti di tale flusso magnetico.

Secondo un aspetto dell'invenzione, il magnete permanente 22 è vincolato a muoversi su un piano P estendentesi parallelamente e a distanza rispetto alla piastra porta-sensore 26. Nell'esempio di realizzazione illustrato il piano P si estende al di sopra della piastra porta-sensore 26, ma secondo forme di realizzazione alternative potrebbe essere disposto al di sotto di tale piastra. Il piano P è definito ad esempio da una superficie di scorrimento piana 28 formata da una piastra 30 che è fissata al corpo di supporto 14 e si estende parallelamente e a distanza rispetto alla piastra porta-sensore 26. Preferibilmente, il magnete permanente 22 presenta una faccia inferiore 22a piana atta a scorrere sulla superficie di scorrimento piana 28.

Il magnete permanente 22 è montato in un corpo porta-magnete 32, ad esempio inserito con accoppiamento forzato in una cavità 34 opportunamente conformata del corpo porta-magnete 32.

Secondo un ulteriore aspetto dell'invenzione, il magnete permanente 22 è collegato alla leva di comando 12 tramite mezzi di collegamento configurati per convertire il movimento di oscillazione della leva di comando 12 intorno al primo asse di rotazione x e al secondo asse di rotazione y in movi mento del magnete sul piano P, in particolare in movimento del magnete lungo due direzioni perpendicolari. Nella forma di realizzazione di proposta, i mezzi di collegamento sono configurati in maniera tale per cui l'oscillazione della leva di comando 12 intorno al primo asse di rotazione x si traduce in un movimento del magnete permanente 22 sul piano P lungo una prima direzione parallela al primo asse di rotazione x, mentre l'oscillazione della leva di comando 12 intorno al secondo asse di rotazione y si traduce in un movimento del magnete permanente 22 sul piano P lungo una seconda direzione parallela al secondo asse di rotazione y.

I mezzi di collegamento comprendono un elemento di collegamento 36 (che nell'esempio mostrato nelle figure 4 e 5 è realizzato sotto forma di asta) che da un lato è collegato mediante snodo sferico 38 al magnete permanente 22, o meglio al corpo porta-magnete 32, e dall'altro è montato in modo scorrevole nella leva di comando 12 (in particolare, secondo l'esempio mostrato, nell'asta 18) lungo una direzione di scorrimento z. Preferibilmente, la direzione di scorrimento z è diretta perpendicolarmente al piano formato dal primo asse di rotazione x e dal secondo asse di rotazione y, nella condizione in cui la leva di comando 12 è in posizione di folle.

I mezzi di collegamento comprendono inoltre almeno una molla 40 agente sull'elemento di collegamento 36 in modo da spingere l'insieme formato dall'elemento di collegamento 36 e dal corpo portamagnete 32 verso la piastra 30, e mantenere quindi il magnete permanente 22 costantemente a contatto con la superficie di scorrimento piana 28, a prescindere dalla posizione della leva di comando 12.

Grazie a una tale configurazione dei mezzi di collegamento, il magnete permanente 22 si muove sul piano P a seconda dell'oscillazione della leva di comando 12 intorno al primo asse di rotazione x e al secondo asse di rotazione y. In particolare, vi è una corrispondenza biunivoca fra la posizione del magnete permanente 22 sul piano P e la posizione della leva di comando 12 (definita dalla posizione angolare intorno al primo asse di rotazione x e dalla posizione angolare intorno al secondo asse di rotazione y), per cui a ciascuna posizione della leva di comando 12 corrisponde una e una sola posizione del magnete permanente 22 sul piano P e viceversa. Pertanto, rilevando tramite il sensore 24 la posizione del magnete permanente 22 sul piano P, il sistema di controllo della posizione è in grado di rilevare la posizione della leva di comando 12. La precisione ottenibile con un tale sistema di rilevamento della posizione è superiore a quella della tecnica nota, per il fatto che il magnete permanente 22 è vincolato a muoversi su un piano, e precisamente un piano parallelo al piano del sensore 24.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, le forme di attuazione e i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto è stato descritto e illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di comando cambio (10) per un cambio di velocità di veicolo, comprendente una leva di comando (12), un corpo di supporto (14) atto a essere rigidamente collegato all'abitacolo del veicolo, un giunto cardanico (16) mediante il quale la leva di comando (12) è supportata dal corpo di supporto (14) in modo da essere in grado di ruotare intorno a un primo asse di rotazione (x) e a un secondo asse di rotazione (y) perpendicolare al primo, e un sistema di rilevamento della posizione (22, 24) atto a rilevare la posizione della leva di comando (12), in cui il sistema di rilevamento della posizione (22, 24,36, 38, 40) comprende un magnete permanente (22), che è collegato alla leva di comando (12) in modo da muoversi per effetto dell'oscillazione della leva di comando (12) intorno al primo e al secondo asse di rotazione (x, y), e un sensore di campo magnetico a effetto Hall (24), che è montato su una piastra porta-sensore (26) fissata al corpo di supporto (14) in modo da essere operativamente esposto al flusso magnetico generato dal magnete permanente (22) ed è atto a fornire in uscita segnali indicativi delle componenti di detto flusso magnetico, caratterizzato dal fatto che il magnete permanente (22) è vincolato a muoversi su un piano (P) estendentesi parallelamente e a distanza rispetto alla piastra portasensore (26), e dal fatto che il sistema di rilevamento della posizione (22, 24, 36, 38, 40) comprende inoltre mezzi di collegamento (36, 38, 40) che collegano il magnete permanente (22) alla leva di comando (12) e sono configurati per convertire il movimento di oscillazione della leva di comando (12) intorno al primo e al secondo asse di rotazione (x, y) in movimento del magnete permanente (22) su detto piano (P).
2. Dispositivo di comando cambio secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi di collegamento (36, 38, 40) sono configurati per convertire il movimento di oscillazione della leva di comando (12) intorno al primo asse di rotazione (x) in movimento del magnete permanente (22) su detto piano (P) lungo una prima direzione e per convertire il movimento di oscillazione della leva di comando (12) intorno al secondo asse di rotazione (y) in movimento del magnete permanente (22) su detto piano (P) lungo una seconda direzione perpendicolare alla prima direzione.
3. Dispositivo di comando cambio secondo la rivendicazione 2, in cui dette prima e seconda direzione sono rispettivamente parallele al primo asse di rotazione (x) e al secondo asse di rotazione (y).
4. Dispositivo di comando cambio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di collegamento (36, 38, 40) comprendono un elemento di collegamento (36) che da un lato è collegato mediante snodo sferico (38) al magnete permanente (22) e dall'altro è montato in modo scorrevole nella leva di comando (12) lungo una direzione di scorrimento (z).
5. Dispositivo di comando cambio secondo la rivendicazione 4, in cui detta direzione di scorrimento (z) è diretta perpendicolarmente al piano formato dal primo asse di rotazione (x) e dal secondo asse di rotazione (y), nella condizione in cui la leva di comando (12) è in posizione di folle.
6. Dispositivo di comando cambio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il magnete permanente (22) è montato in un corpo porta-magnete (32).
7. Dispositivo di comando cambio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il sistema di rilevamento della posizione (22, 24, 36, 38, 40) ha una superficie di scorrimento piana (28) che definisce detto piano (P) e su cui è vincolato a scorrere il magnete permanente (22).
8. Dispositivo di comando cambio secondo la rivendicazione 7, in cui detti mezzi di collegamento (36, 38, 40) comprendono inoltre almeno una molla (40) agente direttamente o indirettamente sul magnete permanente (22) in modo da mantenere il magnete permanente (22) costantemente a contatto con detta superficie di scorrimento piana (28).