ES2939268T3 - Sistema de frenado para vehículo y vehículo equipado con un sistema de frenado de este tipo - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un sistema de frenos (100) para un vehículo, que comprende: - un circuito de freno delantero (110) diseñado para aplicar una fuerza de frenado a las ruedas (1041-1042) de un eje delantero (104) del vehículo y que comprende miembros de freno (1121-1122) controlados por un miembro de control (114), - un circuito de freno trasero (120), que es independiente del circuito de freno delantero (110), diseñado para aplicar una fuerza de frenado a las ruedas (1061-1064) de un eje trasero (106) del vehículo, y comprende elementos de freno (1221-1222) controlados por un elemento de control (124), y - una primera unidad de control (130) de los circuitos de freno; la invención se caracteriza porque comprende una segunda unidad de control (132) de los circuitos de freno (110, 120) que es independiente de la primera unidad de control (130). También se refiere a un vehículo provisto de un sistema de frenos de este tipo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de frenado para vehículo y vehículo equipado con un sistema de frenado de este tipo
La presente invención se refiere a un sistema de frenado para un vehículo, en particular un vehículo pesado, más particularmente un vehículo pesado de transporte publico terrestre del tipo autobús, en particular eléctrico. También se refiere a un vehículo provisto de un sistema de frenado de este tipo.
El campo de la invención es el campo de los sistemas de frenado para vehículos.
Estado de la técnica
Un vehículo requiere un sistema de frenado eficaz y robusto para garantizar la desaceleración y luego la parada e inmovilización del vehículo en condiciones seguras.
En el documento DE 102004009466 A1 se muestra un sistema de frenado según el estado de la técnica.
De hecho, un fallo de frenado que se produzca en un vehículo en movimiento puede tener consecuencias catastróficas para el vehículo, pero también para su entorno, dadas las evidentes dificultades para detener el vehículo debido a su peso.
Cuando el vehículo es un vehículo pesado, por ejemplo un vehículo de transporte de pasajeros, como un autobús, el funcionamiento eficiente del sistema de frenado es de suma importancia ya que un fallo en el sistema de frenado puede tener terribles consecuencias para los pasajeros.
En consecuencia, parece necesario desarrollar un sistema de frenado para vehículos que permita hacer frente a fallos inesperados que puedan ocurrir en el seno de dicho sistema de frenado, y ello, sin aumentar drásticamente la complejidad y el coste de dicho sistema de frenado.
Un objeto de la invención es proponer un sistema de frenado mejorado para un vehículo.
Otro objeto de la invención es proponer un sistema de frenado para un vehículo que permita mantener la funcionalidad de frenado en el seno de dicho vehículo y evitar la inmovilización de dicho vehículo, en caso de fallo parcial del sistema de frenado.
Otro objeto de la invención es proponer un sistema de frenado para un vehículo que permita conservar una capacidad de frenado y parada del vehículo, en caso de avería importante del sistema de frenado.
Divulgación de la invención
La invención permite conseguir al menos uno de estos objetivos mediante un sistema de frenado para un vehículo, comprendiendo dicho sistema:
- un circuito de frenado delantero diseñado para aplicar el frenado a las ruedas de un eje delantero de dicho vehículo y que comprende elementos de frenado controlados por un elemento de control,
- un circuito de frenado trasero, independiente de dicho circuito de frenado delantero, diseñado para aplicar el frenado a las ruedas de un eje trasero de dicho vehículo y que comprende elementos de frenado controlados por un elemento de control, y
- una primera unidad de control (EBS), conectada a los órganos de control de dichos circuitos de frenado delantero y trasero con vistas a la activación del frenado;
caracterizado por que comprende una segunda unidad de control, independiente de dicha primera unidad de control, y configurada para accionar el frenado en al menos uno de dichos circuitos de frenado, y en particular únicamente el circuito de frenado trasero.
Así, la invención permite proponer un sistema de frenado para vehículos que comprende no sólo dos circuitos de frenado independientes para aplicar el frenado al vehículo, sino también dos unidades de control independientes para controlar los dos circuitos de frenado independientes. Así, el sistema según la invención permite hacer frente a los fallos parciales que pueden producirse no sólo en uno de los circuitos de frenado, por ejemplo a nivel de un órgano de frenado o del órgano de mando de dicho circuito de frenado, sino también a nivel de una de las unidades de control, y para mantener la funcionalidad de frenado que permite mantener el vehículo en movimiento o reducir la velocidad, detenerlo e inmovilizarlo en condiciones seguras.
Según una característica particularmente ventajosa, el sistema según la invención puede comprender un módulo de control de frenado de emergencia, conectado a las unidades de control primera y segunda, y configurado para controlar el frenado de emergencia cuando dichas unidades de control están averiadas.
Así, el sistema de frenado según la invención permite frenar y detener el vehículo cuando las unidades de control están todas averiadas.
En particular, el módulo de control de frenado de emergencia puede configurarse para monitorear el funcionamiento de las unidades de control y para controlar el frenado de emergencia cuando dichas unidades de control están defectuosas.
El módulo de control de frenado de emergencia puede detectar el fallo de cada unidad de control en función de las señales enviadas por dichas unidades de control. Más particularmente, el módulo de control de frenado de emergencia puede detectar el fallo de cada unidad de control en ausencia de una señal enviada por dicha unidad de control. El módulo de control de frenado de emergencia puede comprender un controlador electrónico u ordenador configurado para interpretar las señales provenientes de cada unidad de control y deducir de ellas un fallo de dicha unidad de control.
En el caso de que los circuitos de frenado sean neumáticos o hidráulicos, el módulo de control de frenado de emergencia puede comprender una electroválvula conectada a un circuito neumático o hidráulico en el seno del vehículo y configurada para controlar los componentes de frenado.
Según una característica ventajosa, para al menos un circuito de frenado, el módulo de control de frenado de emergencia puede estar conectado directamente a los dispositivos de frenado de dicho circuito de frenado, y controlar dichos dispositivos de frenado sin la intermediación del control de dicho circuito de frenado.
Así, el sistema de frenado según la invención permite realizar un frenado y una parada de emergencia del vehículo, no sólo cuando las unidades de control están averiadas, sino también cuando los órganos de control del circuito de frenado están averiados.
En consecuencia, el sistema de frenado según la invención permite conservar la funcionalidad de frenado cuando un gran número de componentes están defectuosos en el sistema de frenado.
Ventajosamente, el módulo de control de frenado de emergencia puede configurarse para controlar el frenado únicamente en el circuito de frenado trasero.
Esta arquitectura permite realizar un frenado de emergencia, en caso de fallo de todas las unidades de control, limitando la complejidad y el coste del sistema de frenado.
Según una realización preferida, en modo alguno limitativa, combinando varias de las características expuestas anteriormente, el módulo de control de frenado de emergencia puede conectarse a los componentes de frenado del circuito de frenado trasero para controlar el frenado únicamente en el circuito de frenado trasero.
Según una realización particular, el módulo de control de frenado de emergencia puede estar dispuesto entre la segunda unidad de control y el circuito de frenado trasero. En este caso, la segunda unidad de control activa el frenado en el circuito de frenado trasero a través de dicho módulo de control de frenado de emergencia.
Cuando el módulo de control de frenado de emergencia está conectado directamente a los componentes de frenado del circuito trasero, la segunda unidad de control inicia el frenado en el circuito de frenado trasero, a través del módulo de control de frenado de emergencia, pero sin pasar por la unidad de control del circuito de frenado trasero. En este caso, el elemento de control del circuito de frenado trasero solo se usa cuando el frenado en el circuito de frenado trasero es activado por la primera unidad de control.
Según una realización particular y no limitativa, la segunda unidad de control puede estar prevista para ser conectada a un freno de estacionamiento de dicho vehículo, y para controlar el frenado según el estado de dicho freno de estacionamiento.
Un freno de estacionamiento de este tipo generalmente solo se usa cuando el vehículo está parado y generalmente se activa manualmente.
Cada circuito de frenado puede realizar el frenado según una tecnología de frenado conocida.
Según una realización preferida, cada circuito de frenado puede ser neumático o hidráulico.
En este caso, el elemento de control de cada circuito de frenado puede comprender una electroválvula que regula la presión de un fluido suministrado, por un circuito neumático o hidráulico, a los elementos de frenado de dicho circuito de frenado.
Cada elemento de control puede comprender además un controlador, por ejemplo en forma de ordenador, para gestionar el funcionamiento de dicha electroválvula.
Independientemente de la tecnología de frenado utilizada en cada circuito de frenado, cada elemento de frenado de cada circuito de frenado puede configurarse para realizar el frenado cuando no está alimentado.
En otras palabras, cada elemento de frenado se puede configurar/elegir para que realice el frenado cuando está en reposo.
Así, el sistema según la invención permite realizar el frenado del vehículo cuando todos los elementos de mando y dirección están averiados.
Según un ejemplo de realización, cada elemento de frenado puede comprender:
- una pinza que aprieta un disco fijado a una rueda del vehículo,
- un resorte, o similar, configurado para aplicar una fuerza de sujeción a la pinza, y
- un elemento neumático o hidráulico, por ejemplo un pistón, configurado para aplicar una fuerza para abrir la pinza cuando se le suministra un fluido a presión, como aire o aceite.
Según otro aspecto de la presente invención, se propone un vehículo que comprende un sistema de frenado según la invención.
Según una definición general, el vehículo según la invención puede ser un vehículo que comprenda al menos cuatro ruedas y que se utilice para el transporte de pasajeros o de mercancías.
En particular, el vehículo según la invención puede ser un vehículo terrestre para el transporte público de personas. Por ejemplo, el vehículo según la invención puede ser un autobús, o un automóvil, en particular eléctrico o híbrido. El vehículo según la invención puede ser un vehículo pesado, es decir un vehículo terrestre de más de 3,5 toneladas de peso total autorizado (PTAC).
Ventajosamente, el vehículo según la invención puede ser híbrido o eléctrico.
Por vehículo eléctrico se entiende un vehículo propulsado únicamente por energía eléctrica almacenada en baterías eléctricas recargables de una fuente externa.
Descripción de figuras y realizaciones
Otras ventajas y características aparecerán al examinar la descripción detallada de una realización no limitativa, y de los dibujos adjuntos en los que
- la FIGURA 1 es una representación esquemática parcial de un ejemplo de realización no limitativo de un sistema de frenado según la invención; y
- La FIGURA 2 es una representación esquemática de una realización no limitativa de un vehículo según la invención. Se entiende que las realizaciones que se describirán a continuación no tienen ningún carácter limitativo. En particular, pueden imaginarse variantes de la invención que comprendan únicamente una selección de las características descritas a continuación aisladas de las demás características descritas, si esta selección de características es suficiente para conferir una ventaja técnica o para diferenciar la invención de otras del estado de la técnica anterior. Esta selección incluye al menos una característica preferentemente funcional sin detalles estructurales, o con solo una parte de los detalles estructurales si esta parte solo es suficiente para conferir una ventaja técnica o para diferenciar la invención del estado de la técnica anterior.
En las figuras, los elementos comunes a varias figuras conservan la misma referencia.
La FIGURA 1 es una representación esquemática de un ejemplo de realización no limitativo de un sistema de frenado según la invención.
El sistema de frenado 100, mostrado en la FIGURA 1, se usa en el seno de un vehículo 102 que puede ser, por ejemplo, un autobús.
El vehículo 102 comprende un eje delantero 104 que comprende dos ruedas 1041-1042 y un eje trasero 106 que comprende cuatro ruedas 1061-1064.
El sistema de frenado 100 comprende un primer circuito de frenado, globalmente referenciado 110, que permite aplicar el frenado al eje delantero, y en particular a las ruedas delanteras 1041-1042.
El primer circuito de frenado 110 comprende un primer elemento de frenado 1121 en el lado de la rueda delantera 1041 y un segundo elemento de frenado 1122 en el lado de la rueda delantera 1042.
El primer circuito de frenado 110 también comprende un elemento de control 114, conectado a los elementos de frenado 1121-1122, y que controla los elementos de frenado 1121-1122 para aplicar el frenado al eje delantero 104.
En el ejemplo mostrado, y de ninguna manera limitativo, los elementos de frenado 1121-1122 son frenos neumáticos y el dispositivo de control 114 es una electroválvula equipada con un ordenador.
La electroválvula 114 está conectada a los frenos neumáticos 1121-1122 por mangueras de suministro de aire comprimido, y controla los frenos neumáticos regulando la presión del aire comprimido suministrado a los frenos neumáticos 1121-1122. Se suministra aire comprimido a la electroválvula 114 mediante un compresor (no mostrado).
Los frenos neumáticos 1121-1122 están montados y configurados para que, en ausencia de aire comprimido, frenen las ruedas delanteras 1041-1042.
El sistema de frenado 100 comprende un segundo circuito de frenado, globalmente referenciado 120, que permite aplicar el frenado al eje trasero, y en particular a las ruedas traseras 1061-1064.
El segundo circuito de frenado 120 comprende un primer elemento de frenado 1221 en el lado de las ruedas traseras 1061-1062 y un segundo elemento de frenado 1222 en el lado de las ruedas traseras 1063-1064.
El segundo circuito de frenado 120 también comprende un dispositivo de control 124, conectado a los dispositivos de frenado 1221-1222, y que controla los elementos de frenado 1221-1222 para aplicar el frenado al eje trasero 106.
En el ejemplo mostrado, y de ninguna manera limitativo, los elementos de frenado 1221-1222 son frenos neumáticos y el dispositivo de control 124 es una electroválvula equipada con un ordenador.
La electroválvula 124 está conectada a los frenos neumáticos 1221-1222 por mangueras de suministro de aire comprimido, y controla los frenos neumáticos regulando la presión del aire comprimido suministrado a los frenos neumáticos 1221-1222. Se suministra aire comprimido a la electroválvula 124 mediante un compresor (no mostrado).
Los frenos neumáticos 1221-1222 están montados y configurados para que, en ausencia de aire comprimido, frenen las ruedas traseras 1061-1064.
Como se muestra en la FIGURA 1, el circuito de frenado delantero 110 es independiente del circuito de frenado trasero 120. Cada circuito de frenado puede controlarse individualmente e independientemente del otro circuito de frenado, para lograr el frenado.
El sistema de frenado 100 comprende además una primera unidad de control 130, para controlar los circuitos de frenado delantero 110 y trasero 120. Para ello, la primera unidad de control está conectada al elemento de control 114 del circuito de frenado delantero, y a la unidad de control 124 del circuito de frenado trasero, a través de líneas de comunicación, y en particular a través de un bus de comunicación tipo CAN. Así, la primera unidad de control 130 puede dar una orden o consigna de frenado al elemento de control 114 para solicitar el frenado en el circuito de frenado delantero 110, y/o una orden o consigna de frenado a la unidad de control 124 para solicitar el frenado en el circuito de frenado trasero 120.
La primera unidad de control 130 puede ser producida por una computadora, por ejemplo.
El sistema de frenado 100 comprende una segunda unidad de control 132, independiente de la primera unidad de control 130, y dispuesta para controlar el frenado independientemente de la primera unidad de control. En el ejemplo mostrado, y de ningún modo limitativo, la segunda unidad de control está dispuesta para controlar únicamente el circuito de frenado trasero 120 y activar el frenado en el circuito de frenado trasero únicamente. Alternativamente, la segunda unidad de control 132 se puede configurar para activar el frenado solo en el circuito de frenado delantero 110, o incluso en los dos circuitos de frenado 110 y 120.
La segunda unidad de control 132 puede ser producida por una computadora, por ejemplo.
La segunda unidad de control 132 puede estar asociada a un freno de estacionamiento, y accionar el frenado en función del estado de dicho freno de estacionamiento.
Además, el sistema de frenado 100 incluye un módulo de control de frenado de emergencia 134, cuando las unidades de control 130 y 132 están defectuosas.
Para ello, el módulo de control de frenado de emergencia 134 está conectado por un lado a la primera unidad de control 130 y por otro lado a la segunda unidad de control 132 por líneas de comunicación, o a través de un bus de comunicación, por ejemplo del tipo CAN. El fallo de cada unidad de control 130-132 es detectado individualmente, por el módulo de control de frenado de emergencia 134, según las señales enviadas por esta unidad de control. Más particularmente, cuando el módulo de control de frenado de emergencia 134 ya no recibe una señal de una unidad de control, esto indica un fallo de dicha unidad de control.
En el ejemplo mostrado, y de ninguna manera limitativo, el módulo de control de frenado de emergencia 134 está dispuesto para activar un frenado de emergencia solo en el seno del circuito de frenado trasero. Alternativamente, el módulo 134 se puede configurar para activar el frenado solo en el circuito de frenado delantero 110, o incluso en los dos circuitos de frenado 110 y 120.
En la configuración representada en la FIGURA 1, el módulo 134 está conectado directamente a los elementos de frenado 1221 y 1222 del circuito de frenado trasero 120, sin pasar por el elemento de control 124 del circuito de frenado trasero. Así, el módulo 134 puede activar el frenado, incluso cuando el dispositivo de control 124 está defectuoso.
En el caso de que los componentes de frenado 1221-1222 son neumáticos, el módulo de control de frenado de emergencia 134 puede ser una electroválvula asociada a un ordenador, alimentando dichos componentes de frenado 1221-1222 con aire comprimido.
En el ejemplo mostrado, y en modo alguno limitativo, la segunda unidad de control 132 está conectada al circuito de frenado trasero 120, a través del módulo de control de frenado de emergencia 134. En consecuencia, la segunda unidad de control 132 controla el frenado en el circuito de frenado trasero a través de dicho módulo. 134. Además, cuando la segunda unidad de control 132 emite un comando de frenado, se aplica directamente a los componentes de frenado 1221-1222, sin pasar por la centralita 124 del circuito de frenado trasero 120.
Por supuesto, es posible proporcionar una configuración diferente en la que la segunda unidad de control 132 esté conectada al elemento de control 124, a través del módulo 134 o no. En este caso, un comando de frenado emitido por la segunda unidad de control 132 es procesado por dicho dispositivo de control 124, que a su vez controla los dispositivos de frenado 1221-1222.
En el ejemplo representado, cada circuito de frenado es neumático. Alternativamente, al menos uno de los circuitos de frenado puede ser de otra tecnología, a saber, hidráulica o eléctrica.
La FIGURA 2 es una representación esquemática de una realización no limitativa de un vehículo según la invención.
El vehículo 200, mostrado en la FIGURA 2, es un autobús eléctrico que comprende un habitáculo delimitado por una pared frontal 202, dos paredes laterales longitudinales 204 y 206, una pared trasera 208, una pared superior 210 y una pared inferior 212.
El autobús eléctrico 200 comprende uno o más motores eléctricos (no mostrados), los llamados módulos traseros 214 para almacenar energía eléctrica, dispuestos en el costado de la pared trasera 208. El autobús 200 comprende además los llamados módulos superiores 216, de almacenamiento de energía eléctrica, dispuestos en un alojamiento dispuesto en la pared superior 210 del autobús 200.
El autobús eléctrico 200 se pone en movimiento exclusivamente por la energía eléctrica suministrada por los módulos de almacenamiento de energía eléctrica 214 y 216, que pueden ser baterías o supercondensadores.
Los módulos de almacenamiento de energía eléctrica 214 y 216 se recargan desde una fuente eléctrica externa, a través de un cable de recarga, que comprende opcionalmente un hilo piloto.
El autobús eléctrico 200 está equipado con un sistema de frenado según la invención, y en particular con el sistema de frenado 100 de la FIGURA 1.
Por supuesto, la invención no se limita a los ejemplos detallados anteriormente.
Claims (9)
1. Sistema de frenado del vehículo (100), comprendiendo dicho sistema (100):
- un circuito de frenado delantero (110) destinado a aplicar el frenado a las ruedas (1041-1042) de un eje delantero (104) de dicho vehículo y que comprende elementos de frenado (1121-1122) controlados por un actuador (114), - un circuito de frenado trasero (120), independiente de dicho circuito de frenado delantero (110), destinado a aplicar el frenado a las ruedas (1061-1064) de un eje trasero (106) de dicho vehículo y que comprende elementos de frenado (1221-1222) controlado por un actuador (124),
- una primera unidad de control (130), conectada a los actuadores (114, 124) de dichos circuitos de frenado delantero (110) y trasero (120), para la activación del frenado, y
- una segunda unidad de control (132), independiente de dicha primera unidad de control (130), y configurada para activar el frenado en al menos uno de dichos circuitos de frenado (110, 120), y en particular solo el circuito de frenado trasero (120);
caracterizado por que comprende además un módulo de control de frenado de emergencia (134), conectado a la primera y segunda unidades de control (130, 132), y destinado a controlar el frenado de emergencia cuando fallan dichas unidades de control (130, 132).
2. Sistema (100) según la reivindicación anterior, caracterizado por que, para al menos un circuito de frenado, el módulo de control de frenado de emergencia (134) está conectado a los elementos de frenado (1221-1222) de dicho circuito de frenado (120), y controla dichos elementos de frenado (1221-1222) sin la intermediación del actuador (124) de dicho circuito de frenado (120).
3. Sistema (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el módulo de control de frenado de emergencia (134) está configurado para controlar el frenado solo en el circuito de frenado trasero (120).
4. Sistema (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el módulo de control de frenado de emergencia (134) está dispuesto entre la segunda unidad de control (132) y el circuito de frenado trasero (120), activando dicha segunda unidad de control (132) el frenado en el circuito de frenado trasero (120) a través de dicho módulo de control de frenado de emergencia (134).
5. Sistema (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la segunda unidad de control (132) está destinada a estar conectada a un freno de estacionamiento de dicho vehículo (102; 200), y controlar el frenado en función del estado de dicho freno de estacionamiento.
6. Sistema (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que cada circuito de frenado (110, 120) es neumático o hidráulico, y el actuador (114, 124) de cada circuito de frenado (110, 120) comprende una electroválvula que regula la presión de un fluido proporcionado por un circuito neumático o hidráulico a los elementos de frenado (1121-1122, 1221-1222) de dicho circuito de frenado (110, 120).
7. Sistema (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que cada elemento de frenado (1121-1122, 1221-1222) de cada circuito de frenado (110, 120) está configurado para realizar el frenado cuando no está energizado.
8. Vehículo (102, 200) que comprende un sistema de frenado según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
9. Vehículo (200) según la reivindicación anterior, caracterizado por que es un autobús eléctrico o híbrido.
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