CH669159A5 - Dispositivo antibloccaggio delle ruote di un autoveicolo. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE La presente invenzione riguarda un dispositivo antibloccaggio delle ruote di un autoveicolo provvisto di un impianto di frenatura includente un cilindro maestro collegato ai freni.

L'invenzione ha per oggetto in particolare un dispositivo antibloccaggio comprendente mezzi valvolari attuatori di tipo pneumatico o idraulico o pneumoidraulico a comando elettrico, atti ad interrompere l'azione fenante collegando i freni ad un condotto di scarico, ed un'unità elettronica di controllo collegata a detti mezzi valvolari ed alla quale sono associati mezzi rilevatori della velocità di rotazione delle ruote; detta unità essendo predisposta per provocare, in caso di bloccaggio delle ruote, successivi cicli di sfrenatura e frenatura mediante detti mezzi valvolari attuatori; in detti mezzi valvolari essendo definito almeno un ambiente nel quale la pressione è univocamente correlata alla pressione applicata ai freni.

Nella domanda di brevetto italiana 67710-A/85 è descritto un impianto idraulico di frenatura con servocomando pneumatico a depressione provvisto di un dispositivo antibloccaggio delle ruote del tipo sopra specificato. Tale dispositivo comprende un'elettrovalvola interposta fra il cilindro maestro ed i freni, atta ad interrompere l'azione frenante collegando i freni al condotto di scarico, ed un attuatore pneumoidraulico collegato al condotto di scarico e provvisto di un circuito pneumatico di controllo collegato a detto servocomando pneumatico. L'unità elettronica di tale dispositivo in caso di bloccaggio delle ruote determina tramite detta elettrovalvola una prima interruzione dell'azione frenante e poi successivi cicli di frenatura e sfrenatura mediante la chiusura e la messa in pressione e, rispettivamente, l'apertura di detto condotto di scarico tramite l'attuatore pneumoidraulico.

Il dispositivo antibloccaggio noto sopra descritto è realizzabile ad un costo paragonabile a quello dei dispositivi di tipo completamente pneumatico, rispetto ai quali esso presenta per contro tempi di intervento molto inferiori.

Il dispositivo antibloccaggio pneumo-idraulico di cui sopra presenta in effetti tempi di intervento paragonabili a quelli dei più complessi e costosi dispositivi totalmente idraulici. Fra que-si ultimi sono noti in particolare dispositivi antibloccaggio nei quali nelle fasi di sfrenatura comandata dall'unità di controllo la pressione idraulica applicata ai freni viene fatta diminuire in modo controllato attraverso un gruppo idraulico, così che essa presenta un andamento lineare decrescente con un gradiente negativo prestabilito e costante. Di conseguenza in tali dispositivi la durata di ciascuna fase di sfrenatura è direttamente correlarle al decremento della pressione idraulica applicata ai freni. L'unità di controllo può pertanto in tali dispositivi valutare in modo assai preciso la riduzione di pressione provocata ed elaborare di conseguenza in modo ottimale le modalità di incremento della pressione nella fase di frenatura controllata immediatamente successiva. In tali dispositivi anteriori di tipo totalmente idraulico tali caratteristiche vantaggiose sono ottenute grazie a dispositivi che risultano assai complessi e costosi, che ne limitano di fatto l'impiego alle sole autovetture di classe superiore.

Nel dispositivo antibloccaggio pneumo-idraulico descritto nella domanda di brevetto italiana 67710-A/85 il decremento della pressione idraulica applicata ai freni nei suddetti cicli di sfrenatura avviene in modo non lineare, con un andamento di tipo grossolanamente assimilabile ad una curva esponenziale decrescente. Di conseguenza in tale dispositivo la durata della sfrenatura controllata non costituisce un'indicazione precisa ed affidabile della riduzione della pressione di frenatura provocata dall'unità di controllo in ciascun ciclo di sfrenatura. Pertanto in ciascun ciclo di frenatura comandato dall'unità di controllo non è possibile far risalire la pressione applicata ai freni in modo ottimale e di fatto la pressione idraulica applicata ai freni nei suddetti cicli risulta molto spesso maggiore o inferiore al valore ottimale.

Lo scopo della presente invenzione è di realizzare un dispo5

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sitivo antibloccaggio del tipo anzidetto, nel quale sia possibile controllare in modo preciso la riduzione di pressione applicata ai freni nelle fasi di sfrenatura comandata dall'unità di controllo e quindi controllare in modo ottimale l'incremento della pressione nelle fasi di frenatura, ovviando all'inconveniente sopra descritto e raggiungendo pertanto prestazioni paragonabili con quelle dei ben più costosi sistemi totalmente-idraulici.

Tale scopo viene realizzato secondo l'invenzione mediante un dispositivo antibloccaggio pneumo-idraulico del tipo sopra specificato, la caratteristica principale del quale risiede nel fatto che esso comprende inoltre mezzi sensori elettrici di pressione associati a detti mezzi valvolari attuatori per fornire all'unità di controllo segnali elettrici indicativi della pressione nel suddetto ambiente e che detta unità di controllo è predisposta per controllare la pressione idraulica applicata ai freni in detti cicli di sfrenatura e frenatura in funzione dei segnali forniti da detti mezzi sensori di pressione.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del dispositivo secondo l'invenzione appariranno dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata con riferimento al disegno allegato, fornito a puro titolo di esempio non limitativo, nel quale è presentato uno schema di un impianto idraulico di frenatura con servocomando pneumatico a depressione comprendente un dispositivo antibloccaggio pneumo-idraulico secondo l'invenzione.

Con riferimento al disegno, con 10 è indicato un cilindro maestro di un circuito idraulico di frenatura per i freni F delle ruote di un autoveicolo. Il cilindro 10 è azionabile mediante un pedale di comando 12 attraverso un servofreno a depressione di tipo per sè noto, comprendente un cilindro pneumatico 14. Il cilindro maestro 10 è collegato con un serbatoio di alimentazione 16 e con attuatori idrauici 18 dei freni F tramite una tubazione 20.

Nell'esempio illustrato la tubazione 20 è collegata tramite un'elettrovalvola 22 ad una tubazione 24 connessa ad un attuatore idraulico di frenatura 18 di tipo convenzionale. La valvola 22 è a tre vie, rispettivamente 22a di collegamento alla tubazione 20, 22b di comunicazione con la tubazione 24 e 22c di collegamento con una tubazione di scarico 26 collegata con il serbatoio 16.

L'elettrovalvola 22 è controllata da un'unità elettronica 28 cui sono collegati mezzi sensori elettrici 30 della velocità di rotazione delle ruote.

L'elettrovalvola 22 è normalmente mantenuta in condizione diseccitata, nella configurazione illustrata nella figura 1 in cui essa chiude la via 22c. Alla tubazione di scarico 26 è connesso un attuatore pneumo-idraulico 32 includente un cilindro pneumatico 34 comprendente una prima camera 36 ed una seconda camera 38 divise da un setto elastico 40 unito ad uno stelo 42.

Il cilindro pneumatico 14 del servofreno comprende una prima camera 43 collegata ad una sorgente di depressione D (ad esempio il collettore di aspirazione del motore termico della vettura) ed una seconda camera 44 che, come è noto, comunica con la camera 43 quando il pedale 12 del freeno non è azionato, e viene posto in comunicazione con l'atmosfera quando si agisce sul suddetto pedale.

La prima camera 43 del cilindro pneumatico del servofreno comunica tramite una tubazione 46 con la seconda camera 38 dell'attuatore pneumo-idraulico 32.

La tubazione 46 è inoltre collegata con la prima camera 36 dell'attuatore pneumo-idraulico tramite un primo tratto di una tubazione 48 ed un secondo tratto di tubazione 50. Fra le tubazioni 48 e 50 è inserita un'elettrovalvola 52 a tre vie, avente una prima via 52a collegata alla tubazione 48, una seconda via 52b comunicante con la tubazione 50 ed una terza via 52c collegata ad una tubazione 54 che comunica con la seconda camera 44 del cilindro pneumatico del servofreno 14.

L'attuatore pneumo-idraulico 32 comprende una parte idraulica con uno stantuffo 56 presentante un foro centrale 58

affacciato ed allineato allo stantuffo 42. Lo stantuffo 56 è scorrevole in un cilindro 60 comunicante con la tubazione di scarico 26.

Lo stelo 42 ha un'estremità 42a fungente da otturatore tuffante in una camera 62 soprastante allo stantuffo 56. La camera 62 comunica con il serbatoio 16 del liquido idraulico tramite una tubazione 64, e l'otturatore 42a è normalmente distanziato dallo stantuffo 56. Tale otturatore, come apparirà più chiaramente dal seguito, è atto a cooperare con una sede anulare di valvola 58a costituita dall'estremità dell'apertura 58 rivolta verso la camera 62.

Con 70 è indicato un sensore elettrico di pressione interposto sulla tubazione 50, fra la via 52b dell'elettrovalvola 52 e la camera 36 del gruppo pneumo-idraulico 32. Tale sensore di pressione è preferibilmente del tipo comprendente trasduttori estensimetrici costituiti da resistori a film spesso, i quali presentano ben note caratteristiche di piezoresistività.

L'uscita del sensore 70 è collegata all'unità elettronica di controllo 28.

Quando il pedale 12 è rilasciato, il circuito idraulico comprendente le tubazioni 20, 24, 26 e 64 si trova a pressione relativa nulla, mentre il circuito pneumatico comprendente le tubazioni 46, 54, 50, 48 e 46 si trova in depressione, essendo in comunicazione con la sorgente D.

Quando il pedale 12 del freno viene azionato il cilindro maestro 10 mette in pressione le tubazioni 20 e 24 ed aziona l'attuatore idraulico 18 dei freni F. Se nella frenatura le ruote dell'autoveicolo non si bloccano, il circuito idraulico a valle della via 22c dell'elettrovalvola 22 rimane a pressione relativa nulla, essendo tale via chiusa. Durante la frenata la seconda camera 44 del cilindro pneumatico 14 del servofreno viene posta in comunicazione con l'atmosfera in modo tale che anche la tubazione 54 risulta a pressione atmosferica. Essendo chiusa la via 52c della valvola a tre vie 52, tale pressione non agisce sull'attuatore pneumo-idraulico che rimane inerte.

Nel caso di bloccaggio delle ruote nel corso della frenatura, i mezzi sensori 30 inviano corrispondenti segnali all'unità di controllo 28, la quale è predisposta per comandare in tal caso l'eccitazione della valvola a tre vie 22 in modo tale da chiudere la via 22a ed aprire la via 22c, permettendo quindi alla pressione idraulica applicata all'attuatore idraulico 18 di scaricarsi nel serbatoio 16 attraverso le tubazioni 24 e 26, l'apertura 58 dello stantuffo 56 e la tubazione 64.

Non appena la ruota o le ruote sfrenate riprendono a girare i mezzi sensori 30 inviano corrispondenti segnali all'unità di controllo 28, che in tale situazione attiva l'elettrovalvola 52 in modo tale da determinare l'apertura della via 52c e la chiusura della via 52a. Di conseguenza la camera 36 dell'attuatore pneumo-idraulico 32 tende a portarsi a pressione atmosferica attraverso le tubazioni 50 e 54 e la seconda camera 44 del cilindro pneumatico del servofreno 14, mentre la camera 38 continua ad essere in comunicazione attraverso la tubazione 46 con la camera 43 del servofreno 14, la quale si trova in depressione. La differenza di pressione fra la camera 36 e la camera 38 dell'attuatore pneumo-idraulico provoca un corrispondente movimento del setto 40 e dello stelo ad esso collegato in direzione dello stantuffo forato 56. L'otturatore 42a dello stelo va a chiudere la sede di valvola 58a dello stantuffo 56. La comunicazione tra il cilindro 60 e la camera 62 viene pertanto interrotta. Continuando nella sua corsa verso il basso lo stelo 42 spinge lo stantuffo 56 ponendo sotto pressione il fluido idraulico all'interno del cilindro 60 ed azionando corrispondentemente l'attuatore idraulico 18 dei freni F tramite le tubazioni 26 e 24 ed attraverso la via 22c dell'elettrovalvola 22. Pertanto, perdurando l'azionamento del pedale 12, la frenatura viene ora realizzata attraverso l'attuatore pneumo-idraulico 32 mediante il relativo circuito pneumatico di controllo. Durante tale azione di frenatura dovuta all'attuatore pneumo-idraulico 32, la ruota o le

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ruote controllate potrebbero nuovamente bloccarsi. L'unità elettronica 28 è predisposta per diseccitare in tal caso l'elettrovalvola 52 in modo tale da chiudere la via 52c, onde mettere in comunicazione entrambe le camere 36 e 38 dell'attuatore pneumo-idraulico 32 con la camera 43 del servofreno 14, mantenuta in depressione. La pressione nella camera 36 tende quindi a riportarsi in equilibrio con la pressione nella camera 38. Lo stelo 42 ritorna quindi in tal caso nella sua posizione iniziale, ristabilendo la comunicazione tra il cilindro 60 e la camera 62 attraverso il foro 58 dello stantuffo 56. La pressione esistente nel-l'attuatore idraulico 18, nelle tubazioni 24 e 26 può scaricarsi quindi nuovamente nel serbatoio 16 attraverso il foro 58 e la tubazione 64.

Alla ripresa della rotazione della o delle ruote controllate l'unità di controllo 28 determina nuovamente l'eccitazione dell'elettrovalvola 52, in modo tale da realizzare una serie di cicli di frenatura e di sfrenatura integralmente pilotati attraverso l'attuatore pneumo-idraulico 32 e l'elettrovalvola 52 ad esso associata. Durante tali cicli l'elettrovalvola 22 viene permanentemente mantenuta eccitata, così da mantenere chiusa la via 22a.

Quando l'autoveicolo raggiunge una velocità sufficientemente ridotta, ad esempio dell'ordine di 10 km/h, l'unità elettronica 28 provvede a diseccitare l'elettrovalvola 22, in modo tale da provocare nuovamente la chiusura della via 22c. In tal modo l'attuatore pneumo-idraulico risulta disaccoppiato dai freni F. 5 Durante i suddetti cicli di frenatura e sfrenatura controllati dall'unità 28 attraverso il gruppo pneumo-idraulico 32, il sensore di pressione 70 fornisce a detta unità di controllo 28 segnali elettrici indicativi della pressione dell'aria nella camera pneumatica 36 dell'attuatore 32. Tale pressione è correlata univocamente io alla pressione idraulica applicata agli attuatori 18 dei freni F. L'unità elettronica 28 sulla base dei segnali forniti dal sensore di pressione 70 può quindi ricavare in tempo reale informazioni sul valore della pressione idraulica applicata agli attuatori dei freni. Sulla base di tali informazioni l'unità di controllo 28 può quindi i5 controllare in modo ottimale la pressione di frenatura applicata ai freni in fase di frenatura controllata.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione e i particolari di realizzazione potranno essere ampliamente variati rispetto a quanto è stato descritto ed 20 illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

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1 foglio disegni

Claims (4)

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1. Dispositivo antibloccaggio delle ruote di un autoveicolo provvisto di un impianto di frenatura includente un cilindro maestro (10) collegato ai freni (18, F); il dispositivo antibloccaggio comprendendo mezzi valvolari attuatori (22, 32) di tipo pneumatico o idraulico o pneumoidraulico, a comando elettrico, atti ad interrompere l'azione frenante collegando i freni (18, F) ad un condotto di scarico (26), ed un'unità elettronica di controllo (28) collagata a detti mezzi valvolari attuatori (22, 32) ed alla quale sono associati mezzi rilevatori (30) della velocità di rotazione delle ruote; detta unità (28) essendo predisposta per provocare, in caso di bloccaggio delle ruote, successivi cicli di sfrenatura e frenatura mediante detti mezzi valvolari attuatori (22, 32);

in detti mezzi valvolari attuatori (22, 32) essendo definito almeno un ambiente (36) nel quale la pressione è univocamente correlata alla pressione applicata ai freni (18, F),

caratterizzato dal fatto che comprende inoltre mezzi sensori elettrici di pressione (70) associati a detti mezzi valvolari attuatori (32) per fornire all'unità di controllo (28) segnali elettrici indicativi della pressione in detto ambiente (36); e che detta unità di controllo (28) è predisposta per controllare la pressione applicata ai freni (18, F) in detti cicli di sfrenatura e frenatura in funzione dei segnali forniti da detti mezzi sensori di pressione (70).

2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in particolare dispositivo antibloccaggio pneumoidraulico per un autoveicolo provvisto di un impianto idraulico di frenatura con servocomando pneumatico (14, 44) e in cui detti mezzi valvolari attuatori comprendono un'elettrovalvola (22) interposta fra il cilindro maestro (10) ed i freni (18), atta ad interrompere l'azione frenante collegando i freni (18) ad un condotto di scarico (26), e un attuatore pneumo-idraulico (32) collegato a detto condotto di scarico (26) e provvisto di un circuito elettropneumatico di controllo (46 a 54) collegato a detto servocomando pneumatico (14, 44),

e in cui l'unità di controllo (28) è predisposta per provocare, in caso di di bloccaggio delle ruote, una prima interruzione dell'azione di frenatura tramite detta elettrovalvola (22), e successivi cicli di frenatura e sfrenatura mediante la chiusura e la messa in pressione e, rispettivamente, l'apertura di detto condotto di scarico (26) tramite l'attuatore pneumo-idraulico (32);

in detto attuatore pneumo-idraulico (32) essendo definita una camera pneumatica di comando (36) nella quale, nei suddetti cicli di frenatura e sfrenatura, la pressione dell'aria è univocamente correlata alla pressione idraulica applicata ai freni (18),

caratterizzato dal fatto che detti mezzi sensori di pressione (70) sono associati a detto attuatore pneumo-idraulico (32) in modo tale da rilevare la pressione dell'aria in detta camera pneumatica di comando (36).

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RIVENDICAZIONI

3. Dispositivo antibloccaggio pneumo-idraulico secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi sensori di pressione comprendono un sensore di pressione (70) includente almeno un trasduttore estensimetrico di pressione costituito da un resistore a film spesso.

4. Impianto di frenatura per autoveicoli includente un dispositivo antibloccaggio delle ruote secondo una delle rivendicazioni precedenti.