ES2212183T3 - Instalacion de freno para vehiculos automoviles. - Google Patents
Instalacion de freno para vehiculos automoviles.Info
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Abstract
EN UN SISTEMA DE FRENOS PARA AUTOMOVILES CON UN PEDAL DE FRENO (1), UN INTENSIFICADOR DE ESFUERZO DE FRENADO (2) CON UN CILINDRO DE FRENOS PRINCIPAL (5) Y CON UNA UNIDAD DE FRENO (3) REGULABLE ELECTRONICAMENTE DISPUESTA ENTRE EL CILINDRO PRINCIPAL DE FRENO (5) Y LOS FRENOS DE RUEDA (TRASERO IZQUIERDO, TRASERO DERECHO, DELANTERO IZQUIERDO, DELANTERO DERECHO), Y MEDIANTE LA CUAL Y A TRAVES DE UN EQUIPO ELECTRONICO DE MANDO (6) SE PUEDE AJUSTAR LA PRESION DE FRENADO EN LOS FRENOS DE RUEDA CON INDEPENDENCIA DE LA PRESION PREVIA REINANTE A LA SALIDA DEL CILINDRO DE FRENOS PRINCIPAL (5), SE DETERMINA EN EL EQUIPO ELECTRONICO DE MANDO (6) LA VARIACION DE LA MAGNITUD DE ACCIONAMIENTO DEL PEDAL CONSEGUIDA POR MEDIO DEL INTENSIFICADOR DE ESFUERZO DE FRENADO (2), QUE ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A LA FUERZA APLICADA POR EL CONDUCTOR A TRAVES DEL PEDAL DE FRENO (1). A PARTIR DE QUE LA MAGNITUD DE ACCIONAMIENTO DEL PEDAL ALCANCE UN DETERMINADO VALOR UMBRAL SE GENERA MEDIANTE LA UNIDAD DE FRENADO (3) REGULABLE ELECTRONICAMENTE LA PRESION DE FRENADO EN LOS FRENOS DE RUEDA, DE TAL MANERA QUE EN EL TRANSCURSO DE LA DECELERACION SE OBTENGA UN GRADIENTE DE DECELERACION SUPERIOR AL IR AUMENTANDO LA MAGNITUD DE LA FUERZA DE ACCIONAMIENTO DEL PEDAL, EN EL SENTIDO DE UN AUMENTO DE LA RELACION DEL INTENSIFICADOR DE ESFUERZO DE FRENADO.
Description
Instalación de freno para vehículos
automóviles.
La invención se refiere a una instalación de
freno para vehículos automóviles según el preámbulo de las
reivindicaciones 1 y 3.
Una instalación de freno de esta clase es
conocida, por ejemplo, por el documento DE 195 24 939 A1. En esta
instalación de freno conocida, en caso de un frenado de pánico en
situaciones de peligro, se aplica presión de frenado sobre los
frenos de las ruedas en el sentido de un frenado completo por medio
de la unidad de freno electrónicamente regulable hasta más allá del
verdadero valor de consigna del conductor puesto en acción por el
accionamiento del pedal del freno. Para reconocer un frenado de
pánico se evalúa aquí la presión previa que se presenta a la salidas
del cilindro de freno principal, la cual es prefijada por el
conductor. Si la tasa de variación de esta presión previa sobrepasa
un valor umbral prefijado, se realiza el frenado completo. Este
procedimiento se denomina también con el término de asistente de
frenado. En esta instalación de freno conocida la unidad de freno
electrónicamente regulable entra en acción con independencia de la
fuerza aplicada por el conductor sobre el pedal del freno
únicamente cuando se reconoce un frenado de pánico y, por tanto,
hay que realizar un frenado completo. La relación del amplificador
de la fuerza de frenado, por medio de la cual se obtiene una
evolución de deceleración del vehículo determinada en función de la
fuerza aplicada por el conductor sobre el pedal del freno, sigue
sin tenerse en cuenta en este caso. En particular, en esta
instalación de freno conocida no está previsto un aumento
voluntario del gradiente de deceleración con una fuerza
incrementada del pedal en sentido absoluto.
Se conoce por DE 195 34 728 A1 una ejecución
especial de un amplificador de fuerza de frenado mediante la cual
se consigue, a partir del momento en que se alcanza un valor umbral
predeterminado de la fuerza del pedal del freno, un aumento del
gradiente de deceleración en el sentido de un aumento de la relación
del amplificador de la fuerza de frenado. Este dispositivo
amplificador de la fuerza de frenado conocido es, por un lado,
mecánicamente complicado y, por otro lado, es poco flexible respecto
del valor umbral predeterminado de la fuerza del pedal del freno y
del valor de consigna de un gradiente de deceleración
aumentado.
El cometido de la invención consiste en mejorar
una instalación de freno de la clase citada al principio para que
sea posible de manera sencilla y flexible un aumento voluntario de
la deceleración al aumentar la fuerza del pedal del freno.
Este problema se resuelve con las
particularidades caracterizadoras de las reivindicaciones 1 y 3.
Perfeccionamientos ventajosos de la invención son objeto de las
reivindicaciones subordinadas.
Como complemento, se consigna que la unidad de
freno electrónicamente regulable es preferiblemente una unidad
hidráulica como la que se presenta, por ejemplo, en la página 212
de la revista técnica del automóvil "ATZ", 1997, como parte del
sistema DSC de BMW. Preferiblemente, la magnitud de accionamiento
del pedal, que es directamente proporcional a la fuerza del pedal
aplicada por el conductor sobre el pedal del freno, se forma a
partir de la presión previa, la cual es captada usualmente por
medio de un sensor de presión previa previsto a la salida del
cilindro de freno principal. La deceleración real o la evolución de
deceleración real puede calcularse por medio de la presión de
frenado predominante en los frenos de las ruedas, la cual es
proporcional a la deceleración del vehículo, o por medio de los
sensores de número de revoluciones de las ruedas existentes de
todos modos usualmente en sistemas ABS o bien a través de sensores
de aceleración longitudinal.
Como complemento, se consigna que la evolución de
deceleración conseguida solamente por el amplificador de la fuerza
de frenado es influenciada negativamente en función de la fuerza
aplicada sobre el pedal del freno, por ejemplo por una depresión
demasiado pequeña, por un pequeño coeficiente de rozamiento de las
guarniciones de los frenos, por el funcionamiento con remolque y/o
por una carga útil elevada. La instalación de freno según la
invención asegura una deceleración satisfactoria del vehículo para
el conductor incluso al presentarse estas magnitudes de influencia
negativas.
En el dibujo se han representado ejemplos de
ejecución de la invención. Muestran:
la figura 1, componentes posibles de la
instalación de freno según la invención,
la figura 2, evoluciones de deceleración nominal
con gradiente de deceleración incrementado a partir del momento en
que se alcanza un valor umbral predeterminado de la fuerza del
pedal del freno, provocado por el aumento de la presión de frenado
de las ruedas en una relación prefijada con la presión previa, sin
tener en cuenta la deceleración que entonces se origina, y
la figura 3, una regulación de la deceleración a
partir del momento en que se alcanza un valor umbral de
deceleración predeterminado por medio de la unidad de freno
electrónicamente regulable en correspondencia con una característica
nominal de deceleración óptima.
En la figura 1 un pedal de freno 1 que debe ser
accionado por el conductor está unido con un amplificador 2 de la
fuerza de frenado. Este amplificador 2 coopera con un cilindro de
freno principal 5. Entre el cilindro de freno principal 5 y los
frenos HL, HR, VL y VR de las ruedas está dispuesta una unidad de
freno electrónicamente regulable 3. Los actuadores de la unidad de
freno electrónicamente regulable 3 son activados a través de un
aparato de mando electrónico 6. Además, el aparato de mando 6 capta
la presión previa (Pvor) reinante a la salida del cilindro de freno
principal 5 por medio del sensor 4 de presión previa. Por otra
parte, el aparato de mando 6 presenta otras entradas y salidas para
señales de entrada y salida. En particular, el aparato de mando 6
capta señales, por ejemplo los valores de la presión de frenado en
los frenos de las ruedas o los números de revoluciones de las
ruedas, con las cuales se puede calcular al menos indirectamente la
deceleración real del vehículo (-a).
En las figuras 2 y 3 se ha registrado la
deceleración -a en % (0-100%) en función de la
magnitud F (N) de accionamiento del pedal (por ejemplo,
0-300 N). La magnitud F de accionamiento del pedal
corresponde preferiblemente a la fuerza aplicada por el conductor
sobre el pedal del freno, siendo formada dicha fuerza a partir de la
presión previa que se mide por medio del sensor 4 de presión previa
a la salida del cilindro de freno principal 5. En lo que sigue, se
emplea el término "fuerza del pedal" F para la magnitud F de
accionamiento del pedal.
En el ejemplo de ejecución según la figura 2 se
tiene en cuenta por sí sola en el aparato de mando electrónico 6
(figura 1) la evolución de la fuerza del pedal conseguida por el
amplificador 2 de la fuerza de frenado. En la figura 2 se
representan como ejemplos para las deceleraciones resultantes de
esto la evolución de deceleración A para el caso más favorable y la
evolución de deceleración B para el caso más desfavorable. El caso
más favorable se presenta especialmente a alta depresión, con el
vehículo descargado, con alto coeficiente de rozamiento de las
guarniciones de los frenos y sin funcionamiento de remolque. El
caso más desfavorable se presenta especialmente a baja depresión,
con el vehículo completamente cargado, con bajo coeficiente de
rozamiento de las guarniciones de los frenos o con funcionamiento de
remolque. Las evoluciones de deceleración A y B con gradientes de
deceleración continuamente constantes serían establecidas por el
amplificador de la fuerza de frenado según el estado de la técnica
sin la instalación de freno según la invención. Sin embargo, según
la invención, se capta la fuerza F del pedal en el aparato de mando
6. Por medio del aparato de mando 6 y la unidad de freno
electrónicamente controlable se genera la presión de frenado en los
frenos HL, HR, VL y VR de las ruedas, a partir del momento en que se
alcanza el valor umbral predeterminado F2 de la fuerza F del pedal,
de tal manera que al producirse un aumento adicional de la fuerza F
del pedal hasta más allá del valor umbral F2 se obtienen gradientes
de deceleración incrementados en el sentido de un aumento de la
relación del amplificador de la fuerza de frenado correspondientes
a las evoluciones de deceleración C y D en comparación con las
evoluciones de deceleración A y B. Las "evoluciones de
deceleración nominal" con gradiente de deceleración incrementado
a partir del momento en que se alcanza un valor umbral
predeterminado de la fuerza del pedal del freno se producen
preferiblemente mediante el aumento de la presión de los frenos de
las ruedas en una relación prefijada con la presión previa, aquí en
forma de un factor de amplificación no lineal, sin tener en cuenta
forzosamente las deceleraciones que entonces se originan. El factor
de amplificación puede ser igual en el sentido de un control en
contraste con una regulación para todas las evoluciones de
deceleración C a D.
Como complemento, se consigna que, como es
sabido, el amplificador de la fuerza de frenado entra en acción
únicamente a partir del momento en que se alcanza una fuerza de
reacción predeterminada F1 en el pedal. Entre la fuerza de reacción
F1 del pedal y el valor nominal F2 de la fuerza del pedal se pueden
obtener también evoluciones de deceleración entre las curvas A y
B.
Dependiendo de la característica de deceleración
(por ejemplo, A o B) conseguida por solamente el amplificador 2 de
la fuerza de frenado se pueden definir también diferentes valores
umbral F2 de la fuerza del pedal (no representados en la figura
2).
Según la figura 2, los gradientes de deceleración
incrementados siguen aumentado continuamente según las evoluciones
de deceleración C y D al proseguir el aumento de la fuerza F del
pedal hasta más allá del valor umbral F2 de esta fuerza. De este
modo, se consigue una transición "blanda" de la relación
inicialmente lineal del amplificador de la fuerza de frenado a la
relación incrementada simulada de dicho amplificador.
La figura 3 muestra una alternativa del ejemplo
de ejecución representado en la figura 1. En la figura 3 se
representa una característica nominal de deceleración C que se ha
calculado preferiblemente por vía empírica para el caso más
favorable y que está almacenada en el aparato de mando 6. Como se
representa en la figura 3, la característica nominal de
deceleración C puede presentar también, a partir del momento en que
se alcanza un valor umbral predeterminado F2 de la fuerza del pedal
al seguir aumentando la fuerza F del pedal, un gradiente de
deceleración incrementado que sigue aumentando de forma continua.
Sin embargo, no es forzosamente necesario un gradiente de
deceleración incrementado que siga aumentado de forma continua.
En el aparato de mando electrónico 6 se capta
primero hasta que se alcance un valor umbral de deceleración
predeterminado -a1, por ejemplo 30%, la evolución de deceleración
real conseguida por solamente el amplificador 2 de la fuerza de
frenado, correspondiente en el ejemplo según la figura 3 a la
evolución de deceleración B. Al alcanzarse el valor umbral de
deceleración predeterminado -a1 se establece la fuerza real F3 del
pedal presente en este momento. La deceleración real para la fuerza
F3 del pedal, que corresponde al valor umbral de deceleración
predeterminado -a1, se compara con la deceleración nominal, que se
ha prefijado en correspondencia con la característica nominal de
deceleración C para esta fuerza F3 del pedal. Cuando la
deceleración real es menor que la deceleración nominal para la
fuerza F3 del pedal, como se representa en la figura 3, se genera
por medio de la unidad de freno electrónicamente regulable 3 la
presión de frenado en los frenos de las ruedas en el sentido de una
regulación de tal manera que resulta la evolución de la
deceleración nominal correspondiente a la evolución nominal de
deceleración C; es decir que se sigue la evolución de deceleración
nominal C únicamente a partir de que se alcance un valor umbral de
deceleración predeterminado -a1, aquí, por ejemplo, 30%. Como
alternativa, se puede seguir también la evolución de deceleración
nominal C únicamente a partir de que se alcance un valor umbral
predeterminado de la fuerza F del pedal, por ejemplo el valor umbral
F2 (no representado aquí). Según la invención, se puede seguir
también constantemente la evolución de deceleración nominal C; es
decir, sin esperar a que se alcance un valor umbral de deceleración
predeterminado -a1 o un valor umbral predeterminado F2 de la fuerza
F del pedal. Sin embargo, esto puede conducir a una regulación casi
permanente de la unidad de freno y, por tanto, a una sobre
solicitación. Por estos motivos, es ventajoso esperar a que se
alcancen valores umbral predeterminados antes de que se regule de
manera correspondiente la característica nominal de deceleración
C.
Además, como se representa en la figura 3, la
evolución de deceleración real correspondiente a una curva
constantemente diferenciable D, por ejemplo con ayuda de la
definición de un factor de amplificación, se adapta a la evolución
de deceleración nominal C para aumentar el confort de la instalación
de freno por medio de una transición blanda.
Por tanto, con la instalación de freno según la
invención se consiguen todas las ventajas que se conseguirían
mediante un amplificador de la fuerza de frenado con una relación
de amplificación ajustable a voluntad, sin tener que variar
mecánicamente instalaciones de freno ya conocidas.
Claims (7)
1. Instalación de freno para vehículos
automóviles con un pedal de freno (1), un amplificador (2) de la
fuerza de frenado, un cilindro de freno principal (5) y una unidad
de freno electrónicamente regulable (3) que está dispuesta entre el
cilindro de freno principal (5) y los frenos (HL, HR, VL, VR) de las
ruedas y con la cual puede ajustarse la presión de frenado en los
frenos de las ruedas por medio de un aparato de mando electrónico
(6) con independencia de la presión previa reinante a la salida del
cilindro de freno principal (5), caracterizada porque en el
aparato de mando electrónico (6) se capta la evolución conseguida
por el amplificador (2) de la fuerza de frenado para una magnitud
(F) de accionamiento del pedal que es directamente proporcional a la
fuerza aplicada por el conductor a través del pedal (1) del freno,
y porque a partir del momento en que se alcance un valor umbral
predeterminado (F2) de la magnitud de accionamiento del pedal se
genera la presión de frenado en los frenos (HL, HR, VL, VR) de las
ruedas por medio de la unidad de freno electrónicamente regulable
(3) de tal manera que en la evolución de deceleración (C; D) se
obtenga un gradiente de deceleración incrementado al seguir
aumentando la magnitud de accionamiento del pedal en el sentido de
un incremento de la relación del amplificador de la fuerza de
frenado.
2. Instalación de freno según la reivindicación
1, caracterizada porque el gradiente de deceleración
incrementado sigue aumentando continuamente con el aumento
adicional de la magnitud (F) de accionamiento del pedal.
3. Instalación de freno para vehículos
automóviles con un pedal de freno (1), un amplificador (2) de la
fuerza de frenado, un cilindro de freno principal (5) y una unidad
de freno electrónicamente regulable (3) que está dispuesta entre el
cilindro de freno principal (5) y los frenos (HL, HR, VL, VR) de las
ruedas y con la cual se puede ajustar la presión de frenado en los
frenos de las ruedas por medio de un aparato de mando electrónico
(6) con independencia de la presión previa reinante a la salida del
cilindro de freno principal, especialmente según la reivindicación
1, caracterizada porque en el aparato de mando electrónico
(6) se capta la evolución de deceleración (B) conseguida por el
amplificador (2) de la fuerza de frenado en función de una magnitud
(F) de accionamiento del pedal que es directamente proporcional a
la fuerza aplicada por el conductor a través del pedal (1) del
freno, y porque se genera la presión de frenado en los frenos de
las ruedas por medio de la unidad de freno electrónicamente
regulable (3) de tal manera que se obtenga una evolución de
deceleración nominal correspondiente a una característica nominal
de deceleración (C) almacenada en el aparato de mando cuando la
evolución de deceleración real (B) se desvíe de la evolución de
deceleración nominal (C), preferiblemente dentro de una banda de
tolerancia prefijada.
4. Instalación de freno según la reivindicación
3, caracterizada porque se sigue la evolución de
deceleración nominal (C) únicamente a partir del momento en que se
alcance un valor umbral de deceleración predeterminado (-a1) y/o a
partir del momento en que se alcance un valor umbral predeterminado
(F2) de la magnitud (F) de accionamiento del pedal.
5. Instalación de freno según la reivindicación 3
ó 4, caracterizada porque el gradiente de deceleración de la
característica nominal de deceleración (C) crece continuamente a
partir del momento en que se alcance un valor umbral predeterminado
(F2) de la magnitud de accionamiento del pedal.
6. Instalación de freno según la reivindicación
3, 4 ó 5, caracterizada porque la evolución de deceleración
real (B, D) se adapta de forma continuamente diferenciable a la
evolución de deceleración nominal (C).
7. Instalación de freno según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la magnitud (F)
de accionamiento del pedal se forma a partir de la presión previa
(Pvor) medida a la salida del cilindro de freno principal (5).
Applications Claiming Priority (2)
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