Sistema de cambio de marcha automático para vehículos de combustión interna.

Sistema de cambio de marcha automático para vehículos de combustión interna,

del tipo en el que el vehículo incluye una caja de cambios de marcha manual provista de un tambor selector rotativo (4), una batería eléctrica (28), y una palanca de cambios (2) accionable manualmente. Dicho sistema comprende un dispositivo actuador (14) del cambio de marcha que incluye un motorreductor (15) cuyo eje de salida (16) está acoplado al eje de giro (6) del tambor selector (4) de marchas o al eje de giro de la palanca de cambios (2) mediante unos medios de transmisión (19, 20), y una unidad de control electrónica (23) capaz de captar una serie de datos recogidos en diferentes puntos del vehículo procesar dicha información mediante un software adecuado y seleccionar la marcha óptima en cada momento, y enviar una señal al dispositivo actuador (14) para ejecutar el cambio de marcha, controlando dicha ejecución en lazo cerrado.

SISTEMA DE CAMBIO DE MARCHA AUTOMÁTICO PARA VEHÍCULOS DE

COMBUSTIÓN INTERNA

La presente invención se refiere a un sistema de cambio de marcha automático para vehículos de combustión interna.

El sistema de la presente invención puede ser aplicado en vehículos con cambio de marcha manual ya existentes de una manera sencilla y sin grandes modificaciones, o bien en vehículos de serie en fabricación.

Antecedentes de la invención

Son conocidas motocicletas con cambio de marcha manual en las que el cambio de marchas se realiza accionando una palanca de cambios. Dicha palanca de cambios se encuentra en la parte inferior izquierda de la motocicleta y se acciona con el pie izquierdo del usuario, el cual hace girar dicha palanca para cambiar de marcha o introducir el punto muerto. Por tanto, girando la palanca en un sentido o en otro es posible subir o bajar la marcha.

Este tipo de motocicletas con palanca de cambios manual con tambor selector rotativo se utiliza de manera habitual en algunos países, como por ejemplo China. No obstante, se ha comprobado que en muchas ocasiones este tipo de motocicletas se usa como medio de carga, lo cual imposibilita el cambio de marchas de forma manual debido a que es imposible acceder con el pie a la palanca de cambio. En este caso, sería adecuado que la motocicleta dispusiera de cambio automático.

La automatización del cambio podría permitir asimismo la incorporación de motores de cambio manual a vehículos en los que actualmente no es viable porque el cambio queda inaccesible al usuario, como por ejemplo en vehículos carenados o en aquellos cuya distribución coloque el cambio alejado de la posición de conducción.

Descripción de la invención

El objetivo del sistema de cambio de marcha automático para vehículos de combustión interna de la presente invención es solventar los inconvenientes que presentan los vehículos con cambio de marcha manual conocidos en la técnica, proporcionando un sistema que permite efectuar el cambio automático de las marchas de manera eficaz y que es aplicable en un vehículo ya existente de una manera sencilla y sin grandes modificaciones, o bien en vehículos de serie en fabricación.

El sistema de cambio de marcha automático para vehículos de combustión interna, objeto de la presente invención, del tipo en el que el vehículo incluye una caja de cambios de marcha manual provista de un tambor selector rotativo, una batería eléctrica, y una palanca de cambios accionable manualmente, se caracteriza por el hecho de que dicho sistema comprende un dispositivo actuador del cambio de marcha que incluye un motorreductor cuyo eje de salida está acoplado al eje de giro del tambor selector de marchas o al eje de giro de la palanca de cambios mediante unos medios de transmisión, y una unidad de control electrónica capaz de captar una serie de datos recogidos en diferentes puntos del vehículo referentes a la velocidad y revoluciones por minuto, y opcionalmente la posición del puño o pedal del acelerador y el estado del freno, procesar dicha información mediante un software adecuado y seleccionar la marcha óptima en cada momento, y enviar una señal al dispositivo actuador para ejecutar el cambio de marcha, controlando dicha ejecución en lazo cerrado.

De este modo, es posible efectuar los cambios de marcha de una manera automatizada sin que el usuario deba accionar con el pie la palanca de cambios convencional, obteniendo en todo momento la marcha óptima, gracias al montaje del sistema de la invención en un vehículo ya existente con unas mínimas modificaciones, o bien en un vehículo de serie en fabricación.

Cabe destacar que existen dos posibilidades a la hora de actuar sobre la caja de cambios del vehículo, ya sea actuando sobre el tambor selector de marchas, o bien sobre el eje de la palanca de cambios. La elección de una u otra opción dependerá de las fuerzas necesarias para actuar sobre uno de dichos ejes.

La unidad de control compara la velocidad del vehículo con las revoluciones por minuto del motor, y con ello elige la marcha óptima, siendo esta elección dependiente del estado del puño o pedal de aceleración si procede, enviando una señal al motorreductor que le haga girar en un sentido o en otro, es decir, subiendo o bajando la marcha. En este caso, la

unidad de control utiliza los datos de entrada de velocidad y revoluciones por minuto, y opcionalmente el estado del puño o pedal de aceleración, con la opción de señal de freno para chequeos de seguridad.

Ventajosamente, el sistema además comprende un cableado previsto para la alimentación del sistema a través de la batería eléctrica del propio vehículo, la transmisión de información y la transmisión de potencia, tanto dentro del sistema como entre dicho sistema y el vehículo.

Preferentemente, la unidad de control electrónica está constituida por una tarjeta integrada con unos conectores para la entrada de datos y alimentación, y para la potencia del motorreductor.

Según una realización de la invención, los datos a procesar son recogidos mediante un lector de velocidad especifico para el sistema, un lector de marcha ya existente en el vehículo aunque modificado para su adecuado alojamiento en el sistema, y un lector de revoluciones del motor ya existente en el vehículo, y opcionalmente un lector de posición del puño o pedal del acelerador específico y un lector de freno ya existentes en el vehículo.

Preferentemente, el dispositivo actuador del cambio de marcha comprende un bastidor destinado a fijar, guiar y proteger en su interior el motorreductor.

Ventajosamente, el motorreductor incluye un motor eléctrico y una unidad reductora cuyo eje motriz está engranado perpendicularmente al eje de salida del motorreductor mediante sendos engranajes cónicos.

Preferentemente, el dispositivo actuador está alimentado por la batería eléctrica del propio vehículo a través de la unidad de control electrónica. El dispositivo actuador es reversible, es decir, sirve para subir y bajar las marchas, y esto es posible ya que la unidad de control electrónica selecciona la polaridad adecuada.

Ventajosamente, la unidad de control electrónica es capaz de controlar las revoluciones del cigüeñal del motor del vehículo, tanto en motores con sistema de carburación como de inyección.

Preferiblemente, se prevé dicho control sobre el cigüeñal para sincronizar los ejes primario y secundario de la transmisión de cambio en el caso en el que estén desacoplados.

De acuerdo con una realización de la invención, los medios de transmisión comprenden dos piezas de conexión acoplables entre sí, estando una pieza fijada al extremo del eje de salida del motorreductor y la otra pieza fijada al extremo del eje de giro del tambor selector de marchas o del eje de giro de la palanca de cambios, incluyendo ambas piezas de conexión unas almenas susceptibles de encajar mutuamente para transmitir el movimiento rotatorio del motorreductor al tambor selector o a la palanca de cambios.

Ventajosamente, las almenas de ambas piezas de conexión están distribuidas de manera que permiten un encaje con una cierta holgura o recorrido libre en ángulo.

Dicha transmisión por almenas absorbe la holgura excéntrica que pueda existir en el tambor selector y permite que el propio muelle de la estrella del tambor selector posicione dicho tambor en el ángulo exacto correspondiente a la marcha elegida. De este modo, se consiguen requerimientos menos exigentes del dispositivo actuador del cambio de marchas.

Breve descripción de los dibujos

Con el fin de facilitar la descripción de cuanto se ha expuesto anteriormente se adjuntan unos dibujos en los que, esquemáticamente y tan sólo a título de ejemplo no limitativo, se representa un caso práctico de realización del sistema de cambio de marcha automático para vehículos de combustión interna de la invención, en los cuales:

la figura 1 es una vista lateral esquemática del bastidor del motor y caja de cambios de una motocicleta convencional provista de palanca de cambios manual;

la figura 2 es una vista esquemática del dispositivo de posición de la estrella del tambor selector conocido en el estado de la técnica;

la figura 3 es una vista esquemática y en explosión del sistema de la invención montado en la motocicleta convencional de la figura 1;

la figura 4 es una vista en perspectiva del dispositivo actuador del cambio de marchas de la presente invención;

la figura 5 es una vista en perspectiva del dispositivo actuador mostrando el motorreductor dispuesto en su interior;

la figura 6 es una vista lateral del motorreductor mostrando los medios de transmisión por almenas;

1. Sistema de cambio de marcha automático para vehículos de combustión interna, del tipo en el que el vehículo incluye una caja de cambios de marcha manual provista de un tambor selector rotativo (4), una batería eléctrica (28), y una palanca de cambios (2) accionable manualmente, caracterizado por el hecho de que dicho sistema comprende un dispositivo actuador (14) del cambio de marcha que incluye un motorreductor (15) cuyo eje de salida (16) está acoplado al eje de giro (6) del tambor selector (4) de marchas o al eje de giro de la palanca de cambios (2) mediante unos medios de transmisión (19,20), y una unidad de control electrónica (23) capaz de captar una serie de datos recogidos en diferentes puntos del vehículo referentes a la velocidad y revoluciones por minuto, y opcionalmente la posición del puño o pedal del acelerador y el estado del freno, procesar dicha información mediante un software adecuado y seleccionar la marcha óptima en cada momento, y enviar una señal al dispositivo actuador (14) para ejecutar el cambio de marcha, controlando dicha ejecución en lazo cerrado.

2. Sistema, según la reivindicación 1, que además comprende un cableado previsto para la alimentación del sistema a través de la batería eléctrica (27) del propio vehículo, la transmisión de información y la transmisión de potencia, tanto dentro del sistema como entre dicho sistema y el vehículo.

3. Sistema, según la reivindicación 1, en el que la unidad de control electrónica (23) está constituida por una tarjeta integrada con unos conectores para la entrada de datos y alimentación, y para la potencia del motorreductor (15).

4. Sistema, según la reivindicación 1, en el que los datos a procesar son recogidos mediante un lector de velocidad (22) especifico para el sistema, un lector de marcha (21) ya existente en el vehículo aunque modificado para su adecuado alojamiento en el sistema, y un lector de revoluciones (24) del motor (25) ya existente en el vehículo, y opcionalmente un lector de posición del puño o pedal del acelerador (26) específico y un lector de freno (27) ya existentes en el vehículo.

5. Sistema, según la reivindicación 1, en el que el dispositivo actuador (14) del cambio de marcha comprende un bastidor (18) destinado a fijar, guiar y proteger en su interior el motorreductor (15).

6. Sistema, según la reivindicación 1, en el que el motorreductor (15) incluye un motor eléctrico (15a) y una unidad reductora (15b) cuyo eje motriz (17) está engranado perpendicularmente al eje de salida (16) del motorreductor (15) mediante sendos engranajes cónicos.

7. Sistema, según la reivindicación 1, en el que el dispositivo actuador (14) está alimentado directamente a través de la batería eléctrica (28) del propio vehículo a través de la unidad de control electrónico.

8. Sistema, según la reivindicación 1, en el que la unidad de control electrónica es capaz de

controlar las revoluciones del cigüeñal del motor del vehículo, tanto en motores con sistema de carburación como de inyección.

9. Sistema, según la reivindicación 8, en el que se prevé dicho control sobre el cigüeñal para 15 sincronizar los ejes primario y secundario de la transmisión de cambio en el caso en el que

estén desacoplados.

10. Sistema, según la reivindicación 1, en el que los medios de transmisión comprenden dos piezas de conexión acoplables entre sí, estando una pieza (19) fijada al extremo del eje de

salida (16) del motorreductor (15) y la otra pieza (20) fijada al extremo del eje de giro (6) del tambor selector (4) de marchas o del eje de giro de la palanca de cambios (2), incluyendo ambas piezas de conexión (19,20) unas almenas (19a,20a) susceptibles de encajar mutuamente para transmitir el movimiento rotatorio del motorreductor (15) al tambor selector (4) o a la palanca de cambios (2).

11. Sistema, según la reivindicación10, en el que las almenas (19a,20a) de ambas piezas de conexión (19,20) están distribuidas de manera que permiten un encaje con una cierta holgura o recorrido libre en ángulo.