ES2895075T3 - Sistema de frenado para un vehículo de motor y método de funcionamiento de un sistema de frenado - Google Patents

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Abstract

Sistema (1) de frenado para un vehículo de motor, que comprende: -un sistema primario (2) y un sistema secundario (3), cada uno de los cuales está diseñado para frenar automáticamente el vehículo de motor hasta detenerlo de acuerdo con una función de emergencia y, a continuación, para asegurarlo en parada; -caracterizado por que al menos el sistema primario (2) está diseñado para realizar la función de emergencia cuando se produce un fallo en una función (12) del vehículo diseñada para el control autónomo o remoto del vehículo de motor, donde el sistema secundario (3) está diseñado en este caso para realizar la función de emergencia cuando se produce un fallo en el sistema primario (2).

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de frenado para un vehículo de motor y método de funcionamiento de un sistema de frenado
Descripción
La invención se refiere a un sistema de frenado para un vehículo de motor, un método de funcionamiento de un sistema de frenado y a un vehículo de motor con dicho sistema de frenado.
En muchas de las funciones de asistencia al conductor instaladas actualmente de serie en los vehículos de motor, el conductor del vehículo de motor participa como recurso auxiliar en caso de emergencia, por ejemplo, en caso de un defecto técnico en la función de asistencia al conductor. Esto significa que, si se produce un fallo durante el funcionamiento de una función de asistencia al conductor, se emite un aviso correspondiente al conductor y este debe asumir la tarea de la función de asistencia al conductor correspondiente.
Sin embargo, en el futuro no siempre será posible incluir a un conductor del vehículo de motor como recurso auxiliar para las funciones de asistencia al conductor que también estén diseñadas para el control autónomo o remoto de un vehículo de motor, ya que el conductor ya no estará en el vehículo de motor, por ejemplo, o solo podría intervenir con un retraso de tiempo.
Ya es conocido por el documento DE 102014221 007 A1 que, en el caso de una función de asistencia al conductor que actúa como piloto de atascos, además de una trayectoria nominal estándar se determina una trayectoria nominal de emergencia adicional. Para ello, el piloto de atascos siempre determina dos trayectorias nominales estándar sobre la base de los datos del entorno de un vehículo de motor, compara estas dos trayectorias nominales entre sí y selecciona una de las dos trayectorias nominales, en base a la cual el vehículo es guiado, al menos parcialmente, de forma automática. Este procedimiento permite, en caso de que falle uno de los dispositivos de procesamiento del piloto de atascos o un componente del vehículo de motor, recurrir a la otra trayectoria nominal estándar no seleccionada y seguir guiando el vehículo de motor sobre la base de esta trayectoria nominal de emergencia.
El documento genérico WO 2009/015962 A1 describe un sistema de frenado con dispositivos de control de frenado, los cuales funcionan como sistema primario, y dispositivos de accionamiento de las ruedas como sistema secundario. Si se produce una emergencia en forma de fallo en el sistema primario, el sistema secundario está diseñado para frenar y asegurar automáticamente el vehículo.
Sin embargo, en el caso de muchas funciones de asistencia al conductor que permiten un guiado al menos parcialmente automatizado del vehículo de motor, es menos importante en caso de emergencia que la función de asistencia al conductor u otra unidad de control del vehículo de motor disponga de un plan de emergencia según el cual el vehículo de motor sea guiado posteriormente. En cambio, se trata de definir un sistema y un procedimiento mediante los cuales los vehículos de motor controlados de forma autónoma puedan frenarse hasta detenerse lo más rápidamente posible en caso de emergencia y, en su caso, teniendo en cuenta la situación del tráfico en ese momento, y posteriormente asegurarse en parada.
Por lo tanto, la invención tiene por objeto proporcionar un sistema para un vehículo de motor que permita operar de forma especialmente segura el vehículo de motor mediante una función autónoma o controlada de forma remota.
Según la invención, este objeto se consigue mediante un sistema de frenado para un vehículo de motor que comprende un sistema primario y un sistema secundario, cada uno de los cuales está diseñado para frenar automáticamente el vehículo de motor hasta que se detenga de acuerdo con una función de emergencia y, a continuación, para asegurar el vehículo de motor en parada, donde al menos el sistema primario está diseñado para realizar la función de emergencia cuando se produce un fallo en una función del vehículo diseñada para el control autónomo o remoto del vehículo de motor, donde el sistema secundario está diseñado en este caso para realizar la función de emergencia cuando se produce un fallo en el sistema primario. El sistema de frenado propuesto según la invención es, pues, un sistema de frenado compuesto por dos sistemas de frenado parciales. Ambos sistemas de frenado parciales, es decir, tanto el sistema de frenado principal, denominado sistema primario, como el sistema de frenado auxiliar, denominado sistema secundario, están diseñados para detener un vehículo de motor de acuerdo con una rutina de frenado predeterminada y para asegurarlo contra el desplazamiento.
Además, el sistema primario es capaz de ejecutar la rutina de frenado predeterminada cuando se produce un fallo en una función del vehículo. La función del vehículo es una función de asistencia al conductor que permite el guiado autónomo o controlado de forma remota del vehículo de motor. Además, se prevé que el sistema de frenado esté diseñado de tal manera que, en caso de fallo de la función del vehículo, así como en caso de que se produzca un fallo adicional en el sistema primario, el sistema secundario detenga el vehículo de motor y lo mantenga parado utilizando la rutina de frenado que se le haya especificado.
Este sistema de frenado redundante puede utilizarse, por ejemplo, en combinación con una función del vehículo, como, por ejemplo, un asistente de estacionamiento o un sistema de control de crucero adaptativo. Por ejemplo, si se desea el estacionamiento autónomo de un vehículo de motor sin conductor a bordo de acuerdo con una función del cliente, el sistema de frenado permite que el sistema primario frene el vehículo de motor y lo asegure en parada en caso de fallo de la función correspondiente del vehículo, por ejemplo, si se corta el contacto por radio entre el dispositivo de control remoto del conductor y el dispositivo de control de la función del vehículo. En caso de un fallo técnico adicional en el sistema primario, el vehículo también puede ser detenido por el sistema secundario, es decir, utilizando la rutina de frenado predeterminada del sistema secundario.
En otra realización ventajosa de la invención, se prevé que la función de emergencia, cuando la velocidad del vehículo de motor es inferior a una velocidad predeterminada, proporciona un frenado de emergencia y posteriormente asegura el vehículo de motor en parada. De este modo, si el vehículo de motor se desplaza a una velocidad inferior a una determinada velocidad máxima y se cumple al menos una de las condiciones mencionadas para frenar y luego asegurar el vehículo de motor en parada, se prevé, según la rutina de frenado predeterminada, que el vehículo de motor se frene hasta detenerse lo más rápidamente posible y posteriormente quede asegurado contra el desplazamiento. Si, por ejemplo, el vehículo de motor se encuentra en un procedimiento de estacionamiento que se está llevando a cabo con la ayuda de un asistente de estacionamiento por control remoto, el vehículo de motor puede ser frenado bruscamente de acuerdo con la rutina de frenado predeterminada. El frenado de emergencia realizado de acuerdo con la función de emergencia es similar a un tipo de parada de emergencia del vehículo de motor. Esta función de parada de emergencia es especialmente ventajosa si el vehículo es aparcado de forma remota por una función del vehículo (es decir, si el conductor del vehículo no puede frenar el vehículo por sí mismo en caso de emergencia), o si el vehículo es guiado por una función del vehículo en una calle de zona de juegos en la que tiene sentido detener el vehículo de motor lo más rápidamente posible sin la intervención con retardo del conductor. El rango de velocidad en el que se proporciona esta función de parada de emergencia corresponde al rango de maniobra del vehículo de motor, es decir, una velocidad de hasta 15 km/h preferiblemente.
Otra realización ventajosa del sistema de frenado según la invención prevé que, cuando la velocidad del vehículo de motor es mayor o igual que la velocidad predeterminada, la función de emergencia frene el vehículo de motor hasta que se detiene, teniendo en cuenta una situación de tráfico actual, y posteriormente asegure el vehículo de motor en parada. Por encima de una determinada velocidad máxima, se prevé tener en cuenta la situación actual del tráfico a partir de la rutina de frenado predeterminada y que el vehículo de motor se frene de acuerdo con esta situación del tráfico y posteriormente quede asegurado contra el desplazamiento. Si, por ejemplo, el vehículo es guiado de forma totalmente autónoma por una autopista mediante una función del vehículo, la activación de la función de emergencia no da lugar a un frenado de emergencia repentino del vehículo de motor, sino a un procedimiento de frenado adaptado a la velocidad actual y al volumen de tráfico actual. La rutina de frenado podría especificar el tiempo y la distancia a la que el vehículo es frenado a una determinada velocidad hasta que se detiene. Para determinar la función de emergencia, se puede utilizar la información de varios sensores, por ejemplo, de las cámaras exteriores del vehículo, para controlar la situación actual del tráfico. También es posible que la función de emergencia se determine teniendo en cuenta los datos de la comunicación coche a coche o de la comunicación coche a X. Por lo tanto, a velocidades más altas del vehículo, es decir, normalmente a partir de velocidades preferiblemente de 15 km/h, en caso de un fallo de funcionamiento de la función del vehículo o del sistema primario, está previsto frenar el vehículo de motor según un modo de emergencia definido y, a continuación, asegurarlo en parada. Este tipo de frenado del vehículo de motor adaptado a la situación actual del tráfico puede reducir la probabilidad de accidentes secundarios, por ejemplo, debido a colisiones por detrás con otros usuarios de la carretera, en comparación con un procedimiento de parada de emergencia.
En otra realización de la invención, se prevé que el sistema primario y el sistema secundario estén configurados para llevar a cabo al menos una función parcial de la función del vehículo durante la realización de la función de emergencia. Por lo tanto, cuando se activa uno de los dos sistemas de frenado parciales, además de la rutina de frenado predeterminada, se sigue realizando una tarea de la función del vehículo. Por ejemplo, si una subfunción de la función del vehículo es una función que controla el frenado del vehículo de motor, esta función también puede ser realizada por el sistema primario o secundario. Sin embargo, si los sistemas primarios o secundarios son sistemas de frenado que pueden, por ejemplo, actuar también sobre la dirección del vehículo de motor o influir en la velocidad de este, la función de emergencia puede ser también una trayectoria de emergencia. Para ello, la función del vehículo puede enviar trayectorias continuamente actualizadas a los sistemas primario y secundario, que podrían utilizarse para dirigir y frenar el vehículo en caso de fallo de la función del vehículo. Dado que los sistemas primario y secundario pueden asumir funciones parciales de la función del vehículo, representan un complemento de la función del vehículo, lo cual puede ser especialmente ventajoso para la detención segura del vehículo de motor en caso de emergencia.
Otra realización ventajosa del sistema de frenado según la invención prevé que el sistema secundario ya esté diseñado para realizar la función de emergencia en caso de fallo del sistema primario, incluso si no se ha producido ningún fallo en la función del vehículo. Por lo tanto, si la función del vehículo no presenta fallos, es decir, si una función de asistencia al conductor activada funciona correctamente, el sistema secundario es capaz, en caso de un defecto en el sistema primario, de detener el vehículo de motor a partir de la rutina de frenado que se le haya especificado y, a continuación, asegurarlo contra el desplazamiento. Si, por ejemplo, el vehículo se desplaza lentamente en un aparcamiento mediante un asistente de estacionamiento por control remoto y se produce un fallo inesperado del sistema primario, el sistema secundario hará que el vehículo se detenga inmediatamente de emergencia. Esto permite una conducción especialmente segura del vehículo de motor, especialmente en situaciones en las que una función del vehículo controla el vehículo de motor de forma remota sin que el conductor esté en el vehículo de motor. Si, por el contrario, el vehículo de motor se controla de forma autónoma, por ejemplo, en una autopista de varios carriles, con un sistema de control automático de la distancia a velocidades superiores a la especificada, en caso de un defecto en el sistema primario, la función de emergencia de la que dispone el sistema secundario y que está adaptada a la situación del tráfico actual es llevada a cabo por el sistema secundario y, por lo tanto, el vehículo también se frena y se asegura en parada, pero con un retraso de tiempo.
En otra realización de la invención, se prevé que el sistema primario ya esté diseñado para realizar la función de emergencia en caso de fallo del sistema secundario, aunque no se haya producido ningún fallo en la función del vehículo. De este modo, se prevé que, si el funcionamiento de la función del vehículo no presenta fallos, el sistema de frenado principal active ya la rutina de frenado especificada si solo se informa de un defecto en el sistema de frenado auxiliar. Por ejemplo, si la función del vehículo es un asistente de estacionamiento que se utiliza de forma remota en un aparcamiento, el vehículo se detendrá inmediatamente utilizando la función de parada de emergencia en caso de fallo del sistema secundario, aunque el sistema primario y también la función del vehículo sigan funcionando correctamente. Esto permite una protección adicional cuando se conduce con una función para el control autónomo o remoto del vehículo de motor, ya que, por lo tanto, es un requisito previo para la operación de la función del vehículo correspondiente disponer de dos sistemas para frenar y asegurar el vehículo de motor en parada.
En otra realización ventajosa de la invención, el sistema primario está diseñado para controlar todos los medios diseñados para frenar o asegurar el vehículo en parada. En consecuencia, se prevé que el control del sistema primario pueda acceder a todos los actuadores de los frenos o mecanismos de parada del vehículo, tanto a su control como a sus mecanismos de liberación. Por lo tanto, incluso en un estado libre de fallos, un software de función del sistema primario, por ejemplo, el software de función de un control electrónico de estabilidad (Electronic Stability Control, ESC), puede controlar todos los demás componentes del vehículo destinados a frenar o asegurar el vehículo de motor. Estos componentes adicionales pueden ser, por ejemplo, un freno de estacionamiento eléctrico (Electric Parking Brake, EPB), un servofreno eléctrico o un freno de estacionamiento. En caso de un fallo individual, por ejemplo, si falla un bus de comunicación correspondiente, el sistema primario puede seguir accediendo a los componentes individuales no defectuosos de los dos sistemas de frenado parciales destinados a frenar o asegurar el vehículo de motor. Por ejemplo, si el mecanismo de retención del sistema primario fuera defectuoso, el sistema primario podría utilizar el mecanismo de retención del sistema secundario para asegurar el vehículo de motor en parada después de haber sido frenado. Con esto se consigue un control prioritario del sistema de frenado por parte de la unidad de control del sistema primario, lo que permite una respuesta especialmente rápida del sistema de frenado en caso de emergencia.
Otra realización ventajosa de la invención prevé que el sistema secundario esté diseñado para frenar el vehículo accionando un servofreno eléctrico. Por lo tanto, cuando el vehículo es frenado por el sistema secundario, esto se lleva a cabo con la ayuda de un servofreno eléctrico. Además de un servofreno eléctrico como actuador de los frenos, también sería concebible un freno de estacionamiento eléctrico (EPB) u otro freno.
En otra realización de la invención, se prevé que el sistema secundario esté diseñado para asegurar el vehículo en parada accionando un freno de estacionamiento. También se prevé que el sistema secundario utilice un bloqueo de la transmisión para asegurar el vehículo de motor en parada. Sin embargo, un freno de estacionamiento eléctrico (EPB) u otro freno de estacionamiento también sería adecuado como mecanismo de retención. Con este mecanismo de retención se consigue que el vehículo de motor, después de haber sido frenado, se mantenga detenido de forma segura y quede asegurado frente a un posible desplazamiento.
En otra realización ventajosa del sistema de frenado, se prevé que el sistema primario o secundario esté diseñado para realizar la función de emergencia cuando se produce al menos uno de los siguientes fallos de la función del vehículo: error de comunicación con la función del vehículo, superación de un límite de velocidad del vehículo predeterminado por la función del vehículo, solicitud por parte de la función del vehículo de realizar la función de emergencia. Así, el sistema primario o secundario comenzaría a frenar el vehículo de motor según su rutina de frenado predeterminada si se observara alguno de los siguientes defectos en el funcionamiento de la función del vehículo activado. Estos defectos pueden ser problemas con el intercambio de datos entre el sistema primario o secundario y la función del vehículo. Por otro lado, la función de emergencia puede activarse si se determina que la velocidad actual del vehículo es superior a una velocidad máxima especificada por la función del vehículo o si la función del vehículo realiza una llamada a la función de emergencia.
Un fallo de comunicación con la función del vehículo se produce, por ejemplo, si falla un bus de comunicación correspondiente o si fallan otras partes de la unidad de control del sistema primario o secundario o de la función del vehículo. Una desviación respecto a un valor límite especificado por la función del vehículo surge, por ejemplo, si la función del vehículo es un asistente de estacionamiento que tiene la instrucción de realizar un procedimiento de estacionamiento solo en un determinado rango de velocidades, por ejemplo, entre 0 km/h y 10 km/h. Si se detecta que se ha superado el valor de la velocidad, por ejemplo, debido a un error en el control de velocidad, esta desviación de la velocidad máxima especificada del vehículo de motor haría que el asistente de estacionamiento iniciara una parada de emergencia mediante el sistema primario o secundario. En otro escenario, una función activa del vehículo solicita que el sistema primario o secundario realice la función de emergencia. Por ejemplo, muchos asistentes de estacionamiento por control remoto prevén que el vehículo sea guiado automáticamente solo cuando se pulsa un botón en la llave del vehículo o en una aplicación de un smartphone vinculada a la función del vehículo. En cuanto se deja de pulsar este elemento de activación, la señal correspondiente se transmite al sistema primario y se activa la función de emergencia del sistema primario, es decir, se realiza una parada de emergencia del vehículo de motor. Dado que cualquier tipo de defecto técnico en la función del vehículo da lugar a un fallo de comunicación con el sistema primario o secundario o a una desviación respecto a un valor límite predefinido de la función del vehículo, en caso de fallo de la función del vehículo, este se detiene de forma fiable y se asegura en parada con la ayuda del sistema primario o secundario según la función de emergencia prevista.
En otra realización de la invención, los sistemas primario y secundario están diseñados para llevar a cabo la función de emergencia cuando se produce al menos uno de los siguientes fallos en los sistemas respectivos: error de comunicación entre el sistema primario y el secundario, defecto del sistema primario, defecto del sistema secundario. Así, el sistema primario o secundario activa su rutina de frenado predeterminada para desacelerar el vehículo de motor y asegurar el vehículo de motor en parada si se detecta uno de los siguientes defectos en los sistemas primario y secundario: la función de emergencia se activa si se producen problemas en el intercambio de datos entre el sistema primario y el secundario, falla un componente del sistema primario o falla un componente del sistema secundario. Los problemas de comunicación entre los sistemas primario y secundario surgen, por ejemplo, cuando fallan las funciones del software de control respectivo o pueden ser causados por defectos técnicos en el control de los dos sistemas de frenado parciales o por fallos en la línea de comunicación, como, por ejemplo, un cortocircuito en el bus de comunicación. Los defectos en el sistema primario o secundario son consecuencia, por ejemplo, de fallos técnicos y de averías en los frenos y mecanismos de retención correspondientes. De este modo, si se detecta el fallo de uno de los dos sistemas de frenado parciales, el frenado y aseguramiento del vehículo de motor se inicia siempre con el otro sistema de frenado parcial respectivo, de modo que se evita que el vehículo de motor circule de forma autónoma o remota con un solo sistema de frenado disponible. Esto sirve como una salvaguarda adicional durante el funcionamiento autónomo o remoto del vehículo de motor.
El vehículo de motor según la invención comprende el sistema de frenado según la invención o una realización ventajosa del sistema de frenado según la invención.
En el método de funcionamiento según la invención del sistema de frenado según la invención o en una realización ventajosa del sistema de frenado según la invención, el sistema primario realiza la función de emergencia cuando se produce un fallo en una función del vehículo diseñada para el control autónomo y remoto del vehículo de motor, donde el sistema secundario, en cambio, realiza en este caso la función de emergencia si se produce un fallo en el sistema primario. Así, el sistema de frenado funciona de tal manera que, en caso de fallo de funcionamiento de una función del vehículo, como, por ejemplo, la función de asistencia al vehículo, que permite conducir el vehículo de motor de forma autónoma y de forma remota, el sistema primario frena el vehículo de motor y lo mantiene parado de acuerdo con la rutina de frenado que se le ha especificado, donde el sistema secundario, en este caso, activa la rutina de frenado que se le ha especificado y, por lo tanto, se encarga del frenado del vehículo de motor y de su posterior aseguramiento en parada en caso de funcionamiento defectuoso del sistema primario.
La invención también incluye otros desarrollos del método según la invención que tienen características como las ya descritas en relación con los otros desarrollos del sistema de frenado según la invención. Por esta razón, no se describen aquí los correspondientes desarrollos adicionales del método según la invención.
A continuación se describen dos realizaciones ilustrativas de la invención. Para este fin se muestra lo siguiente:
La Figura 1 es una representación esquemática de un sistema de frenado de un vehículo de motor a una velocidad del vehículo de motor inferior a una velocidad predeterminada;
la Figura 2 es una representación esquemática de los estados de un sistema primario del sistema de frenado;
la Figura 3 es una representación esquemática de los estados de un sistema secundario del sistema de frenado;
la Figura 4 es una representación esquemática del sistema de frenado a una velocidad del vehículo de motor mayor o igual a la velocidad predeterminada.
Las dos realizaciones ilustrativas que se explican a continuación constituyen dos realizaciones preferidas de la invención. En las realizaciones ilustrativas, los componentes descritos de las realizaciones representan cada uno características individuales de la invención que deben considerarse de forma independiente y que desarrollan la invención de forma independiente entre sí y, por lo tanto, también deben considerarse parte de la invención, ya sea individualmente o en una combinación distinta de la que se muestra. Además, las realizaciones descritas pueden ser complementadas por otras características de la invención descritas anteriormente.
En las figuras, los elementos con la misma función están provistos respectivamente de los mismos signos de referencia.
La Figura 1 muestra un esquema de un sistema 1 de frenado para un vehículo de motor. El sistema 1 de frenado tiene un sistema primario 2 y un sistema secundario 3. Una unidad 4 de control del sistema primario 2, que es, por ejemplo, un control electrónico de estabilidad, controla un actuador 6 de freno del control electrónico de estabilidad, así como un mecanismo de retención, que puede ser un freno 7 de estacionamiento eléctrico. De forma análoga, una unidad 5 de control del sistema secundario 3 puede controlar otro actuador de freno, por ejemplo, un servofreno eléctrico 8. Un freno 9 de estacionamiento, por ejemplo, puede proporcionarse como un mecanismo de retención controlado por la unidad 5 de control del sistema secundario 3. Las unidades 4 y 5 de control de los sistemas 2 y 3 primario y secundario, que también pueden denominarse sus máquinas de estado, intercambian mutuamente mensajes de estado. Este intercambio de datos se muestra con dos flechas 10.
Las respectivas unidades 11 de supervisión supervisan adicionalmente en qué medida las unidades 4 y 5 de control de los sistemas 2 y 3 primario y secundario funcionan correctamente. Si estas unidades de control detectan un error, por ejemplo, debido a un microcontrolador defectuoso, este error se transmite a un software de control del subsistema respectivo y puede provocar la activación de una función de emergencia. De acuerdo con las especificaciones de la función de emergencia, el vehículo de motor se frena hasta detenerse y posteriormente queda asegurado en parada.
La unidad 4 de control del sistema primario 2 también intercambia datos con una función 12 del vehículo que, como función del cliente, realiza una tarea establecida por un usuario del vehículo de motor, como, por ejemplo, el estacionamiento por control remoto del vehículo de motor en un aparcamiento. Si la función 12 del vehículo desea una parada de emergencia del vehículo, se envía una señal 13 de datos correspondiente desde la función 12 del vehículo a la unidad 4 de control del sistema primario 2. Además, la unidad 4 de control del sistema primario 2 transmite sus datos de estado 10 a la función 12 del vehículo. Además, la función 12 del vehículo transmite una función normal 15 de la función 12 del vehículo al control 6 electrónico de estabilidad. Esta función normal 15 puede ser, por ejemplo, una velocidad nominal o una velocidad máxima o mínima del vehículo.
También está previsto que el sistema primario 2, con la ayuda de su unidad 4 de control, pueda controlar no solo el freno 7 de estacionamiento eléctrico, sino también el servofreno eléctrico 8 y el freno 9 de estacionamiento a través del actuador 6 de freno del control electrónico de estabilidad. Para ello, se pueden enviar las correspondientes señales 16, 17 y 18 de control a través del actuador 6 de freno del control electrónico de estabilidad a los correspondientes mecanismos de retención, el servofreno eléctrico 8 y el freno 9 de estacionamiento, así como al freno 7 de estacionamiento eléctrico.
Con el sistema 1 de frenado esbozado en la Figura 1, cuando la velocidad del vehículo de motor es inferior a una velocidad predeterminada, que es típicamente de 15 km/h, el frenado de emergencia del vehículo de motor y el posterior aseguramiento del vehículo de motor en parada se lleva a cabo de acuerdo con la función de emergencia, controlada por las unidades 4 o 5 de control de los sistemas 2 y 3 primario o secundario o por la función 12 del vehículo. Así, en la Figura 1 se esboza un sistema de frenado de emergencia.
La Figura 2 muestra los estados individuales de la unidad 4 de control del sistema primario 2, relativos al funcionamiento del sistema 1 de frenado como sistema de frenado de emergencia, es decir, a velocidades del vehículo de motor inferiores a la velocidad especificada. La unidad 4 de control del sistema primario 2 puede asumir seis estados diferentes, entre los cuales se transmiten mensajes de estado, datos o señales según las flechas mostradas. Tras un inicio 30 de función del vehículo de motor, la unidad 4 de control del sistema primario 2 se inicializa y pasa al estado “ inicialización” 31. Si todos los componentes del sistema primario 2 están disponibles sin fallos y la unidad 5 de control del sistema secundario 3 informa a la unidad 4 de control del sistema primario 2 de que está en el estado “disponible” 32 (véanse en la Figura 3 los estados de la unidad 5 de control del sistema secundario 3), la unidad 4 de control del sistema primario 2 cambia del estado “ inicialización” 31 al estado “disponible” 32.
Si entonces se activa una función 12 del vehículo que solicita la supervisión de su función por parte del sistema 1 de frenado, la unidad 4 de control del sistema primario 2 pasa del estado “disponible” 32 al estado “ Solicita sistema secundario” 33 si el mensaje de estado de la unidad 5 de control del sistema secundario 3 sigue enviando el estado “disponible” 32 a la unidad 4 de control del sistema primario 2 y la velocidad actual del vehículo de motor es inferior a una velocidad nominal especificada por la función 12 del vehículo. A continuación, la unidad 4 de control del sistema primario 2 pasa de su estado “solicitar sistema secundario” 33 al estado “ supervisión pasiva” 34 en cuanto la unidad 5 de control del sistema secundario 3 señala se encuentra en el estado “ supervisión pasiva” 34. El estado “supervisión pasiva” 34 corresponde al estado normal de la unidad 4 de control del sistema primario 2.
En caso de funcionamiento sin fallos de la función 12 del vehículo, el sistema pasaría del estado “ supervisión pasiva” 34 al estado “disponible” 32 tan pronto como la función 12 del vehículo haya terminado. Por ejemplo, si la función 12 del vehículo es un asistente de estacionamiento, el estado del sistema de la unidad 4 de control del sistema primario 2 pasaría de nuevo a “disponible” 32 tan pronto como se haya completado el proceso de estacionamiento.
El estado de la unidad 4 de control del sistema primario 2 pasa del estado “ supervisión pasiva” 34 al estado “ activado” 35 si se transmiten señales que indican un error en el sistema secundario 3, por ejemplo, que la unidad 5 de control del sistema secundario 3 abandona el estado “ supervisión pasiva” 34 o si se produce un error de comunicación durante el intercambio de datos con la unidad 5 de control del sistema secundario 3, se producen problemas de comunicación entre la unidad 4 de control del sistema primario 2 y la función 12 del vehículo, se detecta una superación del valor de velocidad nominal transmitido por la función 12 del vehículo o la función 12 del vehículo solicita una parada de emergencia mediante la unidad 4 de control del sistema primario 2.
En el estado “ activado” 35, el vehículo se desacelera hasta detenerse y se asegura en parada. En cuanto el vehículo está parado, la unidad 4 de control del sistema primario 2 puede volver a pasar al estado “disponible” 32, siempre que no haya ningún defecto técnico. Sin embargo, si el vehículo está parado y además se ha determinado que, o bien la unidad 5 de control del sistema secundario 3 informa de un estado “componente del sistema defectuoso” 36, o bien hay un error de comunicación con la unidad 5 de control del sistema secundario 3, o bien se ha determinado que al menos un componente del sistema primario 2 o el actuador 6 de freno del control electrónico de estabilidad o el freno 7 de estacionamiento eléctrico están defectuosos, la unidad 4 de control del sistema primario 2 pasa de su estado “ activado” 35 a “componente del sistema defectuoso” 36. En caso de que se produzca uno de los defectos o fallos mencionados, la unidad 4 de control del sistema primario 2 también puede pasar inmediatamente del estado “supervisión pasiva” 34 al estado “componente del sistema defectuoso” 36.
En cuanto todos los componentes del sistema primario 2, así como el actuador 6 de freno del control electrónico de estabilidad y el freno 7 de estacionamiento eléctrico vuelven a funcionar y la unidad 5 de control del sistema secundario 3 informa del estado “disponible” 32, la unidad 4 de control del sistema primario 2 pasa del estado “componente del sistema defectuoso” 36 al estado “disponible” 32. Si la unidad 4 de control del sistema primario 2 detecta ya en el estado “disponible” 32 que la unidad 5 de control del sistema secundario 3 está en el estado “componente del sistema defectuoso” o se ha producido un error de comunicación con la unidad 5 de control del sistema secundario 3, el sistema pasa directamente del estado “disponible” 32 al estado “componente del sistema defectuoso” 36. Tanto en el estado “disponible” 32 como en el estado “componente del sistema defectuoso” 36 es posible finalizar la unidad 4 de control del sistema primario 2. Este final 37 de función se produce, por ejemplo, cuando el vehículo de motor se apaga.
También está previsto que la unidad 4 de control del sistema primario 2 vuelva del estado “ solicitar sistema secundario” 33 al estado “disponible” 32 del sistema, ya sea directamente por la finalización de la función 12 del vehículo o después de un período de tiempo máximo establecido en caso de que no haya respuesta de la unidad 5 de control del sistema secundario 3, por ejemplo, si se produce un error correspondiente en la comunicación entre las unidades 4 y 5 de control de los sistemas 2 y 3 primario y secundario.
La Figura 3 muestra los cinco estados diferentes de la unidad 5 de control del sistema secundario 3. Entre estos estados se transmiten mensajes de estado, datos y señales según indican las flechas. La unidad 5 de control del sistema secundario 3 pasa del estado “ inicialización” 31 al estado “disponible” 32 en cuanto se informa de que todos los componentes del sistema secundario 3, así como el servofreno eléctrico 8 y el freno 9 de estacionamiento, funcionan correctamente. Tan pronto como la unidad 5 de control del sistema secundario 3 está en el estado “disponible” 32 y lo solicita la unidad 4 de control del sistema primario 2, la unidad 5 de control del sistema secundario 3 pasa del estado “disponible” 32 al estado “ supervisión pasiva” 34.
La unidad 5 de control del sistema secundario 3 pasa del estado “supervisión pasiva” 34 al estado “disponible” 32 cuando la unidad 4 de control del sistema primario 2 pasa al estado “disponible” 32. Sin embargo, si la unidad 4 de control del sistema primario 2 informa de que está en el estado “componente del sistema defectuoso” 36 o se detecta un error de comunicación con la unidad 4 de control del sistema primario 2, la unidad 5 de control del sistema secundario 3 pasa del estado “ supervisión pasiva” 34 al estado “ activado” 35.
En el estado “activado” , el vehículo se frena hasta detenerse y queda asegurado en parada. La unidad 5 de control del sistema secundario 3 puede pasar del estado “activado” 35 al estado “disponible” 32 en cuanto el vehículo de motor esté parado. Si el propio sistema secundario 3 no dispone de sensores que puedan utilizarse para determinar si el vehículo de motor está parado, puede fijarse un periodo de retardo máximo, es decir, un periodo de frenado máximo, tras el cual la unidad 5 de control del sistema secundario 3 pasa del estado “activado” 35 al estado “disponible” 32.
En caso de defecto de un componente del sistema secundario 3 o del servofreno eléctrico 8 o del freno 9 de estacionamiento, la unidad 5 de control del sistema secundario 3 puede pasar directamente del estado “ supervisión pasiva” al estado “componente del sistema defectuoso” 36 o pasar del estado “ activado” 35 al estado “componente del sistema defectuoso” 36. En cuanto todos los componentes del sistema secundario 3, así como el servofreno eléctrico 8 y el freno 9 de estacionamiento vuelven a funcionar correctamente, es decir, están disponibles, el estado del sistema pasa de nuevo de “componente del sistema defectuoso” 36 a “disponible” 32. Si en el estado “disponible” 32 la unidad 5 de control determina que un componente del sistema secundario 3 o el servofreno eléctrico 8 o el freno 9 de estacionamiento están defectuosos, la unidad 5 de control del sistema secundario 3 pasa directamente del estado “disponible” 32 al estado “componente del sistema defectuoso” 36.
De forma análoga a la unidad 4 de control del sistema primario 2, también está previsto en la unidad 5 de control del sistema secundario 3 que un inicio 30 de la función active la función, por ejemplo, arrancando el motor, y que esta pueda ser finalizada por un cambio del estado del sistema “disponible” 32 o “componente del sistema defectuoso” 36 al final 37 de la función.
La Figura 4 muestra de nuevo un esquema del sistema 1 de frenado pero, en comparación con la Figura 1, se dibujan adicionalmente todas las vías de datos y señales que se activan cuando la velocidad del vehículo de motor es mayor o igual a la velocidad especificada. A partir de una velocidad típica de 15 km/h, la función de emergencia transmitida por la función 12 del vehículo prevé el frenado del vehículo de motor hasta detenerlo, teniendo en cuenta la situación actual del tráfico, así como el aseguramiento del vehículo de motor en parada. Así, en la Figura 4 se esboza un sistema de frenado de emergencia.
Este sistema de frenado de emergencia se diferencia del sistema de frenado de emergencia descrito en la Figura 1 en que la función 12 del vehículo no solo intercambia mensajes de estado, datos y señales con la unidad 4 de control del sistema primario 2, sino también con la unidad 5 de control del sistema secundario 3. Según el sistema de frenado de emergencia, la función 12 del vehículo determina las funciones de emergencia para los sistemas 2 y 3 primario y secundario, según las cuales el vehículo se frena en función de la situación actual del tráfico y posteriormente se asegura en parada. Estas funciones de emergencia se comunican tanto a la unidad 4 de control del sistema primario 2 como a la unidad 5 de control del sistema secundario 3, lo que se muestra mediante las flechas 13. La función 12 del vehículo recibe tanto el mensaje de estado de la unidad 4 de control del sistema primario 2 (véase la flecha 10 correspondiente) como el mensaje de estado de la unidad 5 de control del sistema secundario 3 (véase la flecha 10 correspondiente). Según el sistema de frenado de emergencia, la función normal 15 proporcionada por la función 12 del vehículo, que puede ser, por ejemplo, una velocidad nominal o una velocidad máxima o mínima del vehículo, se transmite tanto al actuador 6 de freno del control electrónico de estabilidad (véase la flecha 15 correspondiente) como al servofreno eléctrico 8 controlado por la unidad 5 de control del sistema secundario 3 (véase la flecha 15 correspondiente).
Si se produce un fallo en la función 12 del vehículo, la unidad 4 de control del sistema primario 2 iniciará el frenado del vehículo de motor utilizando el actuador 6 de freno del control electrónico de estabilidad, basándose en la función de emergencia que le haya comunicado en último lugar la función 12 del vehículo. Si, además de un fallo en la función 12 del vehículo, también se produce un fallo en el sistema primario 2, por ejemplo, en su unidad 4 de control y/o en el actuador 6 de freno del control electrónico de estabilidad y/o en el freno 7 de estacionamiento eléctrico, el vehículo de motor puede ser frenado por el servofreno eléctrico 8, controlado por la unidad 5 de control del sistema secundario 3, basándose en la función de emergencia transmitida a la unidad 5 de control del sistema secundario 3.
Según el sistema de frenado de emergencia, también está previsto que las unidades 11 de supervisión de los sistemas 2 y 3 primario y secundario intercambien cada una su estado 19 del sistema a través de un enlace de comunicación. Dado que la función 12 del vehículo está en contacto tanto con la unidad 4 de control del sistema primario 2 como con la unidad 5 de control del sistema secundario 3, en caso de fallo de uno de los dos sistemas de frenado parciales, la función 12 del vehículo puede seguir intercambiando datos con el sistema de frenado parcial que funcione correctamente, por ejemplo, seguir transmitiendo funciones de emergencia continuamente actualizadas a la unidad 4 o 5 de control de los respectivos sistemas 2 y 3 de frenado parciales.
El frenado y el posterior aseguramiento del vehículo de motor en parada se han descrito a modo de ejemplo utilizando un actuador 6 de freno controlado por un control electrónico de estabilidad, un servofreno eléctrico 8, un freno 7 de estacionamiento eléctrico y un freno 9 de estacionamiento, siendo esta una de las numerosas realizaciones posibles.
Leyendas
1 Sistema de frenado
2 Sistema primario
3 Sistema secundario
4 Unidad de control
5 Unidad de control
6 Actuador de freno
7 Freno de estacionamiento eléctrico
8 Servofreno eléctrico
9 Freno de estacionamiento
Mensaje de estado
Unidad de supervisión
Función del vehículo
Mensaje de estado
Función normal
Señal de control
Señal de control
Señal de control
Estado del sistema
Inicio de la función
Estado “ inicialización”
Estado “disponible”
Estado “ solicitar sistema secundario” Estado “ supervisión pasiva”
Estado “ activado”
Estado “componente del sistema defectuoso” Final de la función

Claims (13)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Sistema (1) de frenado para un vehículo de motor, que comprende:
    -un sistema primario (2) y un sistema secundario (3), cada uno de los cuales está diseñado para frenar automáticamente el vehículo de motor hasta detenerlo de acuerdo con una función de emergencia y, a continuación, para asegurarlo en parada;
    -caracterizado por que al menos el sistema primario (2) está diseñado para realizar la función de emergencia cuando se produce un fallo en una función (12) del vehículo diseñada para el control autónomo o remoto del vehículo de motor, donde el sistema secundario (3) está diseñado en este caso para realizar la función de emergencia cuando se produce un fallo en el sistema primario (2).
  2. 2. Sistema (1) de frenado según la reivindicación 1,
    caracterizado por que
    la función de emergencia permite el frenado de emergencia y el posterior aseguramiento del vehículo de motor en parada cuando la velocidad del vehículo de motor es inferior a una velocidad predeterminada.
  3. 3. Sistema (1) de frenado según la reivindicación 2,
    caracterizado por que
    cuando la velocidad del vehículo de motor es mayor o igual que la velocidad predeterminada, la función de emergencia permite frenar el vehículo de motor hasta que se detiene teniendo en cuenta una situación de tráfico actual, y posteriormente asegurar el vehículo de motor en parada.
  4. 4. Sistema (1) de frenado según la reivindicación 3,
    caracterizado por que
    el sistema primario (2) y el sistema secundario (3) están diseñados para realizar al menos una función parcial de la función (12) del vehículo durante la realización de la función de emergencia.
  5. 5. Sistema (1) de frenado según una de las reivindicaciones anteriores,
    caracterizado por que
    el sistema secundario (3) está diseñado para realizar la función de emergencia en cuanto se produce un fallo en el sistema primario (2), incluso si no se ha producido ningún fallo en la función (12) del vehículo.
  6. 6. Sistema (1) de frenado según una de las reivindicaciones anteriores,
    caracterizado por que
    el sistema primario (2) está diseñado para realizar la función de emergencia en cuanto se produce un fallo en el sistema secundario (3), incluso si no se ha producido ningún fallo en la función (12) del vehículo.
  7. 7. Sistema (1) de frenado según una de las reivindicaciones anteriores,
    caracterizado por que
    el sistema primario (2) está diseñado para controlar todos los medios diseñados para frenar y/o asegurar el vehículo en parada.
  8. 8. Sistema (1) de frenado según una de las reivindicaciones anteriores,
    caracterizado por que
    el sistema secundario (3) está diseñado para frenar el vehículo accionando un servofreno electrónico (8).
  9. 9. Sistema (1) de frenado según una de las reivindicaciones anteriores,
    caracterizado por que
    el sistema secundario (3) está diseñado para asegurar el vehículo en parada accionando un freno (9) de estacionamiento.
  10. 10. Sistema (1) de frenado según una de las reivindicaciones anteriores,
    caracterizado por que
    los sistemas (2, 3) primario y/o secundario están diseñados para realizar la función de emergencia cuando se produce al menos uno de los siguientes fallos en la función (12) del vehículo:
    -Error de comunicación con la función (12) del vehículo
    -Superación de un límite de velocidad del vehículo predeterminado por la función (12) del vehículo -Solicitud de realización de la función de emergencia por parte de la función (12) del vehículo
  11. 11. Sistema (1) de frenado según una de las reivindicaciones anteriores,
    caracterizado por que
    los sistemas (2, 3) primario y secundario están diseñados para realizar la función de emergencia cuando se produce al menos uno de los siguientes fallos en los respectivos sistemas:
    -Error de comunicación entre los sistemas (2, 3) primario y secundario
    -Defecto del sistema primario (2)
    -Defecto del sistema secundario (3)
  12. 12. Vehículo de motor con un sistema (1) de frenado según una de las reivindicaciones anteriores.
  13. 13. Método de funcionamiento de un sistema (1) de frenado según una de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el sistema primario (2) realiza la función de emergencia cuando se produce un fallo en una función (12) del vehículo diseñada para el control autónomo o remoto del vehículo de motor, donde el sistema secundario (3) realiza en cambio en este caso la función de emergencia cuando se produce un fallo en el sistema primario (2).
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