ES2213513T3 - Sistema de control con modo de funcionamiento automatico del freno para un vehiculo automovil. - Google Patents
Sistema de control con modo de funcionamiento automatico del freno para un vehiculo automovil.Info
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Abstract
Sistema de control para un vehículo automóvil; con un dispositivo de registro (3) para la generación de unas señales de salida que representan el estado del vehículo y de su funcionamiento y que pueden ser transmitidas hacia una unidad de regulación y de control (4), dentro de la cual pueden ser generadas unas señales de ajuste para la conexión y desconexión de una parte componente del vehículo, la cual ejerce una influencia sobre el estado del vehículo; sistema de control éste que está caracterizado porque: - La parte componente del vehículo, la cual ha de ser ajustada, es un dispositivo de asistencia de fuerza de frenado para la generación automática de la fuerza de frenado; - En el dispositivo de registro (3) puede ser detectado el accionamiento, tanto del acelerador como del pedal de freno; - Puede ser ajustado un modo de funcionamiento de "aceleración frenado automático", según el cual: - Puede ser generada una señal de ajuste, que activa el dispositivo de asistencia de fuerza de frenado para el caso de que el acelerador no esté siendo accionado; - El dispositivo de asistencia de fuerza de frenado puede ser desactivado para el caso de que el acelerador esté siendo accionado; Como asimismo está este sistema caracterizado porque: - El modo de funcionamiento de "aceleración frenado automático" es activado automáticamente para el caso de que el pedal de freno haya sido accionado dentro de un definido lapso de tiempo y de una manera prescrita.
Description
Sistema de control con modo de funcionamiento
automático del freno para un vehículo automóvil.
La presente invención se refiere a un sistema de
control para un vehículo automóvil según lo indicado en el
preámbulo de la reivindicación de patente 1).
A través de la Memoria de Patente Alemana Núm. DE
41 18 332 Al se conoce un sistema para el control de un dispositivo
de impulsión de un vehículo, mediante el cual se pretende descargar
al conductor en el funcionamiento, de parada y aceleración en un
tráfico denso. En el funcionamiento de parada y aceleración, la
fuerza de impulsión del vehículo es controlada de forma automática y
de tal manera, que la actual o momentánea velocidad del vehículo
pase a ser una velocidad de objetivo previamente determinada. Para
el caso de que el conductor actúe sobre el freno, la fuerza de
impulsión queda interrumpida automáticamente. Al soltar el
conductor el pedal de freno, el vehículo tomará otra vez la
velocidad de objetivo.
Mediante este sistema de control existe la
posibilidad de desplazar el vehículo - en el funcionamiento de
parada y aceleración exclusivamente a través de un accionamiento
del pedal de freno. Esto exige, sin embargo, que la velocidad de
objetivo - a la que el vehículo se ha de desplazar, como máximo, en
un atasco - sea previamente determinada por el conductor. En base a
la situación el tráfico, la cual varía normalmente de forma
permanente, el conductor está obligado, para evitar unas
situaciones críticas, o a observar con más atención el desarrollo
del tráfico para, dado el caso, actuar sobre el pedal de freno con
el fin de impedir que el vehículo sea acelerado, por descuido, a una
excesiva velocidad de objetivo, que no esté adaptada al tráfico
momentáneo, o bien el conductor tiene que adaptar permanentemente
esta velocidad de objetivo a la situación actual. En ambos casos
resulta que la finalidad - de descargar al conductor - solamente es
conseguida de una manera insuficiente.
La presente invención tiene el objeto de
proporcionar - con unos medios más sencillos y con una reducida
inversión - un sistema de control, que descargue o alivie al
conductor de un vehículo automóvil de algunas de sus tareas y el
cual permita efectuar - a una elevada densidad del tráfico - un
control seguro del vehículo. A este efecto, han de ser mantenidas
al más reducido nivel posible las exigencias, sobre todo las
exigencias al conductor.
De acuerdo con la presente invención, este objeto
se consigue por medio de las características indicadas en la
reivindicación de patente 1).
El sistema de control según la presente invención
parte de la idea básica de que el conductor ha de estar activo para
desplazar el vehículo. Si, en cambio, el conductor no está activo
en este sentido, se conecta automáticamente un dispositivo de
asistencia de la fuerza de frenado, con lo cual el vehículo es
frenado de manera automática. Este modo de actuar tiene la ventaja
de que el vehículo es frenado automáticamente, sin ninguna
intervención activa del conductor, con lo cual queda aumentada la
seguridad al producirse unas reacciones erróneas del conductor como
es, por ejemplo, una reacción tardía. Otra importante ventaja
consiste en el hecho de que el conductor no está obligado a
introducir en este sistema de control unos datos previamente
establecidos.
El sistema de control de la presente invención
está apropiado, de una manera especial, para una conducción en los
atascos del tráfico; a este efecto, una adaptación al desarrollo
del tráfico es realizada a través de la actuación del acelerador,
la cual debe tener lugar por parte del conductor, de tal modo que
no sean necesarios unas engorrosas medidas adicionales ni los
dispositivos para un seguimiento del tráfico por parte del sistema.
Al mismo tiempo, debido al accionamiento automático del freno queda
incrementada la seguridad para el caso de que el acelerador
permanezca sin ser accionado, con lo cual son compensadas la falta
de reacción o unas reacciones tardías del conductor.
El modo de funcionamiento "aceleración por el
conductor - frenado automático" es disparado automáticamente por
el hecho de que en un dispositivo de registro del sistema de
control es detectado un definido accionamiento del pedal de freno,
el cual coincide con un esquema de frenado previamente establecido.
Este disparo automático del modo de funcionamiento "aceleración -
frenado automático" - que en especial es apropiado para el
funcionamiento de parada y aceleración - tiene la ventaja de que el
conductor no ha de estar activo por si para iniciar el modo de
funcionamiento ideal para una conducción en atascos, sino el
sistema detecta un atasco automáticamente. Tampoco hacen falta unos
sensores de previsión como, por ejemplo, los sensores de radar o
unos aparatos ópticos de detección, por medio de los cuales han de
ser detectados los vehículos que conducen por delante. Para la
detección de un atasco, es suficiente un dispositivo de registro
mediante el cual es detectada la momentánea posición del pedal de
freno.
De una manera conveniente, el modo de
funcionamiento "aceleración - frenado automático" es iniciado
si el pedal de freno es accionado - dentro de un definido lapso de
tiempo - por lo menos dos veces consecutivas; en este caso y de un
modo ventajoso, con cada proceso de frenado individual el vehículo
es desacelerado hasta la parada completa, y entre los dos procesos
de frenado es soltado el pedal de freno. Este esquema de frenado
puede ser empleado como un fiable criterio para el disparo, y un
disparo involuntario o por descuido puede ser excluido con la
suficiente fiabilidad habida cuenta de que las condiciones del
disparo o de la iniciación están especificadas con la suficiente
exactitud para excluir unas confusiones con otras situaciones del
tráfico como, por ejemplo, la desaceleración hasta la parada por
delante de un semáforo.
Según una preferida ampliación de la forma de
realización de la presente invención, resulta que durante la fase
de frenado en el modo de funcionamiento "aceleración - frenado
automático", se constituye una presión de frenado que tiene por
consecuencia una deseada curva característica de desaceleración del
vehículo. La curva característica o función de desaceleración puede
ser elegida de tal manera, que pueda tener lugar una parada
especialmente confortable. A este efecto, las elasticidades
longitudinales del vehículo pueden ser tenidas en cuenta de tal
modo, que en el momento de la parada sean reducidas al mínimo las
oscilaciones longitudinales.
De una manera conveniente, la presión de frenado
es mantenida también durante la parada del vehículo - para el caso
de que el acelerador permanezca sin ser accionado, y esto con el
fin de facilitar, en la mayor medida posible, la seguridad. Para
ello también puede se tenida en consideración una inclinación de la
calzada por el hecho de que la presión de frenado es ajustada de
forma correspondiente a la inclinación de la calzada - de tal modo
que el vehículo permanezca parado. Adicionalmente o bien como
alternativa al accionamiento del freno de rueda, durante la parada
del vehículo también puede ser activado un freno de
estacionamiento. Esta activación del freno de estacionamiento
ofrece la ventaja de que - con independencia del estado del vehículo
puede ser producida una fuerza de frenado que inmoviliza el
vehículo. De esta manera, sobre todo existe la posibilidad de
inmovilizar el vehículo, incluso con el dispositivo de asistencia
de fuerza de frenado desconectado y/ó durante la salida del
conductor.
Como condición de anulación, con cuyo
cumplimiento queda otra vez anulado el modo de funcionamiento de
"aceleración - frenado automático", con preferencia es
analizada una magnitud de estado del vehículo por si la misma ha
sobrepasado un valor límite determinado previamente. Como tal
magnitud de estado del vehículo se pueden tener en cuenta sobre
todo la velocidad del vehículo y/ó el ángulo el volante de
dirección. Normalmente, estas magnitudes de estado se encuentran, de
cualquier modo, también disponibles para otras intervenciones de
regulación que han de estabilizar el vehículo.
Las demás ventajas y otras convenientes formas
para la realización de la presente invención se pueden desprender
de las restantes reivindicaciones, de la descripción de las Figuras
así como de los planos adjuntos, en los cuales:
La Figura 1 muestra la vista esquematizada de un
vehículo con el sistema de control; mientras que
La Figura 2 indica el esquema del desarrollo para
el control de un vehículo en el modo de funcionamiento de parada y
aceleración.
El vehículo automóvil 1, que está indicado en la
Figura 1, comprende un sistema de control 2 que, en el modo de
funcionamiento de parada y aceleración y en el caso de un atasco o
de un tráfico muy denso, hace posible una conducción parcialmente
automatizada. El sistema de control 2 se compone de un dispositivo
de registro 3; de una unidad de regulación y de control 4; así como
de una unidad hidráulica 5. El dispositivo de registro 3 sirve para
la determinación y la generación de unas señales, que son
características del estado del vehículo y de su funcionamiento. Al
dispositivo de registro 3 está asignado sobre todo un dispositivo
medidor 7 que mide el momentáneo ángulo de dirección así como la
actual posición de accionamiento del acelerador y del pedal de
freno. A este dispositivo de registro 3 también pueden ser
aportados - como otras magnitudes de funcionamiento y de estado del
vehículo la momentánea velocidad del vehículo y así como, dado el
caso, unos parámetros del vehículo como son, por ejemplo, los
índices de rozamiento y de masa.
Las magnitudes de funcionamiento y magnitudes de
estado - que son determinadas en el dispositivo de registro 3 o son
aportadas, respectivamente, al mismo son transmitidas, en forma de
una señal de entrada, a la unidad de regulación y de control 4.
Esta unidad de regulación y de control 4 recibe, además, de la
unidad hidráulica 5 unas señales de valores reales, que representan
el estado actual de unos elementos actuadores, 8 y 9, para la
dirección y para el freno de rueda. Dentro de la unidad de
regulación y de control 4 son generadas - según una prescripción de
regulación, que está memorizada, teniendo en cuenta las aportadas
magnitudes del funcionamiento y del estado del vehículo así como
las aportadas señales de valores reales - unas señales de valores
teóricos, que son transmitidas a la unidad hidráulica 5 para el
ajuste del elemento actuador de dirección 8 y de los elementos
actuadores de freno 9.
El sistema de control 2 comprende un dispositivo
de asistencia de fuerza de frenado para la generación automática de
una fuerza de frenado, con independencia de la posición momentánea
del pedal de freno. Este dispositivo de asistencia de fuerza de
frenado sirve, por un lado, para aumentar una demanda de fuerza de
frenado, que es presentada por el conductor y, por el otro lado,
sirve para una generación automática o parcialmente automática de la
fuerza de frenado en función de la situación actual del tráfico.
Esta automatizada generación de la fuerza de frenado, sin embargo,
es llevada a efecto solamente para el caso de que estén cumplidas
las correspondientes condiciones de disparo para ello establecidas
.
La Figura 2 muestra un esquema del procedimiento
para la realización de un proceso de frenado automatizado en el
modo de funcionamiento de frenado y aceleración. En una primera
fase de procedimiento 10, se comprueba, en primer lugar, si se
cumplen las condiciones para la iniciación del funcionamiento de
parada y aceleración. Estas condiciones son comprobadas a través de
un definido esquema de accionamiento para el pedal de freno. Para
el disparo del funcionamiento de parada y aceleración, que está
caracterizado por el modo de funcionamiento de "aceleración -
frenado automático", el pedal de freno tiene que haber sido
accionado - según una preferida forma de realización - por lo menos
dos veces consecutivas dentro de un definido lapso de tiempo, con lo
cual y por cada proceso de frenado, el vehículo ha de ser
desacelerado hasta una velocidad de límite inferior, sobre todo
tiene que ser desacelerado hasta su parada. Entre los consecutivos
procesos de frenado, el pedal de freno tiene que estar soltado. El
cumplimiento de este esquema de frenado especial asegura que el
modo de funcionamiento de parada y aceleración también pueda ser
detectado, de una manera fiable, sin ningún sensor de previsión y
que quede excluido el peligro de unas confusiones.
Dado el caso, puede ser conveniente establecer -
como criterio para el disparo 6 la iniciación - más de dos procesos
de frenado individuales. Existe asimismo la posibilidad de
establecer para cada proceso de frenado una desaceleración mínima,
que ha de ser cumplida como condición previa. Además, puede ser
suficiente soltar el pedal de freno - entre los dos procesos de
frenado consecutivos - no por completo, sino por lo menos
parcialmente.
Según otra forma de realización y como un esquema
de frenado alternativo, que puede ser aplicado para la iniciación
del modo de funcionamiento de parada y aceleración - puede ser
comprobado si el pedal de freno ha sido apretado por lo menos una
vez hasta el fondo y si el vehículo, como añadidura y de una manera
conveniente, cumple con otra condición, sobre todo la de haber sido
frenado hasta su parada.
Al ser cumplidas las condiciones para el
funcionamiento de parada y aceleración, dentro de la fase de
procedimiento 10 es cambiado al modo de funcionamiento
"aceleración - frenado automático", que está caracterizado por
las fases de procedimiento 11 y 12.
En la fase de procedimiento 11 se comprueba, en
primer lugar, si el acelerador está siendo accionado por el
conductor. Si este no es el caso (ramificación de NO), se pasa
entonces a la fase de procedimiento 12, según el cual es llevado a
efecto un proceso de frenado automático, con independencia del
accionamiento del pedal de freno. Esta combinación entre las fases
de procedimiento 11 y 12 tiene por consecuencia que el
funcionamiento de parada y aceleración se constituya exclusivamente
de los estados de conducción de la aceleración - iniciada y
controlada por el conductor - así como del frenado y de la parada,
respectivamente, que son iniciados y controlados por el dispositivo
de asistencia de fuerza de frenado. Tan pronto que el conductor deje
libre el acelerador, es llevado a efecto un proceso de frenado
automatizado.
Al ser detectado - en la fase de procedimiento 11
- que el conductor está actuando sobre el acelerador (ramificación
de SI), se pasa a la fase de procedimiento 13, en la cual es
comprobado si están cumplidas las condiciones para la finalización
del modo de funcionamiento de parada y aceleración. De una manera
conveniente y como condición de la anulación, por lo menos una
magnitud de estado del vehículo es comprobada por si ha sido
sobrepasado un valor límite de la misma. A este efecto, como
magnitud de estado del vehículo, la cual ha de ser tenida en
cuenta, se pueden tener en consideración la velocidad del vehículo
así como el ángulo del volante de dirección; unos valores límites
convenientes son 60 kms/h para la velocidad y aproximadamente 120
grados para el ángulo del volante de dirección. Al estar cumplidas
las condiciones para la finalización del modo de funcionamiento
"aceleración - frenado automático", de forma correspondiente a
la ramificación de SI de la fase de procedimiento 13, se vuelve
ahora hacia la primera fase de procedimiento 10 y, dentro del
siguiente ciclo, se comprueba otra vez si existen las condiciones
para una nueva iniciación del modo de funcionamiento de parada y
aceleración. Al no estar cumplidas las condiciones de la fase de
procedimiento 13, se vuelve - de forma correspondiente a la
ramificación de NO - al comienzo de la fase de procedimiento 11. En
este caso, el sistema de control se sigue encontrando dentro del
modo de funcionamiento de "aceleración - frenado automático"
según el cual son comprobadas, dentro de un ciclo nuevo, las fases
de procedimiento 11, 12 y 13.
Como alternativa de la iniciación automatizada y
de la finalización automatizada del modo de parada y aceleración,
también puede ser tenida en cuenta una orden manual, que por el
conductor es producida de forma intencionada para el disparo y/ó la
anulación del modo de funcionamiento de "aceleración - frenado
automático". Esta iniciación manual - al igual que su
finalización - pueden tener lugar por medio de un interruptor; de
una palanca el sistema de control automático de velocidad o bien a
través de otras reacciones corporales como, por ejemplo, mediante
la voz.
Durante el modo de funcionamiento de
"aceleración - frenado automático", dentro de las fases de un
frenado automático es mantenida convenientemente una determinada
presión de frenado, incluso después de haber conseguido la parada
del vehículo. De una manera conveniente, esta presión de frenado es
elegida con una magnitud tal, que el vehículo no pueda rodar
automáticamente sin fuerza motriz, tampoco en los tramos con una
inclinación. Dado el caso por medio de un apropiado dispositivo
medidor es explorado el declive, en el cual está basada entonces la
determinación de la necesaria presión de frenado.
Como otra opción, y a través de unos apropiados
sensores, existe la posibilidad de tener en cuenta si el conductor
desea salir del vehículo o si ya lo ha abandonado como, por
ejemplo, mediante unos sensores en la puerta o unos sensores de
peso en el asiento del conductor. En este caso, de una manera
conveniente es accionado el freno de estacionamiento.
El sistema de control anteriormente descrito está
especialmente apropiado para su aplicación en los sistemas de
frenos electro-hidráulicos; no obstante, el mismo
también puede ser empleado en los sistemas de freno de otro tipo.
Además, este sistema de control también puede estar combinado con
los programas electrónicos de estabilidad dentro del vehículo. Como
añadidura, existe la posibilidad de un acoplamiento a los sistemas
anti-resbalamiento de la transmisión y a los
sistemas electrónicos de tracción, con los cuales puede ser llevado
a efecto un frenado a través del eje posterior.
Claims (17)
1. Sistema de control para un vehículo automóvil;
con un dispositivo de registro (3) para la generación de unas
señales de salida que representan el estado del vehículo y de su
funcionamiento y que pueden ser transmitidas hacia una unidad de
regulación y de control (4), dentro de la cual pueden ser generadas
unas señales de ajuste para la conexión y desconexión de una parte
componente del vehículo, la cual ejerce una influencia sobre el
estado del vehículo; sistema de control éste que está
caracterizado porque:
* La parte componente del vehículo, la cual ha de
ser ajustada, es un dispositivo de asistencia de fuerza de frenado
para la generación automática de la fuerza de frenado;
* En el dispositivo de registro (3) puede ser
detectado el accionamiento, tanto del acelerador como del pedal de
freno;
* Puede ser ajustado un modo de funcionamiento de
"aceleración frenado automático", según el cual:
* Puede ser generada una señal de ajuste, que
activa el dispositivo de asistencia de fuerza de frenado para el
caso de que el acelerador no esté siendo accionado;
* El dispositivo de asistencia de fuerza de
frenado puede ser desactivado para el caso de que el acelerador
esté siendo accionado;
Como asimismo está este sistema caracterizado
porque:
* El modo de funcionamiento de "aceleración -
frenado automático" es activado automáticamente para el caso de
que el pedal de freno haya sido accionado dentro de un definido
lapso de tiempo y de una manera prescrita.
2. Sistema de control conforme a la
reivindicación 1) y caracterizado porque para la iniciación
del modo de funcionamiento de "aceleración - frenado
automático", el pedal del freno tiene que ser accionado por lo
menos dos veces consecutivas dentro de un definido lapso de
tiempo.
3. Sistema de control conforme a las
reivindicaciones 1) ó 2) y caracterizado porque, con cada
proceso de frenado, el vehículo tiene que ser desacelerado hasta la
parada del mismo.
4. Sistema de control conforme una de las
reivindicaciones 1) hasta 3) y caracterizado porque con cada
proceso de 1 frenado tiene que ser conseguida una desaceleración
mínima.
5. Sistema de control conforme a una de las
reivindicaciones 1) hasta 4) y caracterizado porque, entre
dos procesos de frenado consecutivos, el pedal de freno tiene que
ser soltado, por lo menos parcialmente.
6. Sistema de control conforme a la
reivindicación 1) y caracterizado porque para la iniciación
del modo de funcionamiento de "aceleración - frenado
automático", el pedal de freno tiene que ser apretado por lo
menos una vez y completamente hasta el fondo.
7. Sistema de control conforme a una de las
reivindicaciones 1) hasta 6) y caracterizado porque el modo
de funcionamiento de "aceleración - frenado automático" está
siendo indicado dentro del vehículo.
8. Sistema de control conforme a una de las
reivindicaciones 1) hasta 7) y caracterizado porque, dentro
de la fase del frenado en el modo de funcionamiento de
"aceleración - frenado automático", dentro del dispositivo de
asistencia de fuerza de frenado es constituida una presión de
frenado, que corresponde a una curva característica previamente
establecida.
9. Sistema de control conforme a una de las
reivindicaciones 1) hasta 8) y caracterizado porque, dentro
de la fase del frenado en el modo de funcionamiento de
"aceleración - frenado automático", dentro del dispositivo de
asistencia de fuerza de frenado es constituida una presión de
frenado, que corresponde a una curva característica de retardo
previamente establecida.
10. Sistema de control conforme a la
reivindicación 9) y caracterizado porque es frenado con una
desaceleración constante.
11. Sistema de control conforme a una de las
reivindicaciones 1) hasta 10) y caracterizado porque, según
el modo de funcionamiento de "aceleración - frenado
automático", el vehículo es desacelerado, dentro de la fase del
frenado, hasta la parada del mismo.
12. Sistema de control conforme a una de las
reivindicaciones 1) hasta 11) y caracterizado porque, según
el modo de funcionamiento de "aceleración - frenado
automático", con la parada del vehículo es mantenida una presión
de frenado al estar el acelerador sin ser accionado.
13. Sistema de control conforme a la
reivindicación 12) y caracterizado porque es determinada la
inclinación de la calzada, y la presión de frenado es ajustada en
función de esta inclinación de la calzada y de tal manera, que el
vehículo permanezca inmovilizado al estar parado.
14. Sistema de control conforme a una de las
reivindicaciones 1) hasta 13) y caracterizado porque, según
el modo de funcionamiento de "aceleración - frenado
automático" y con el vehículo parado, dentro del lapso de
tiempo, en el cual permanece el acelerador sin ser accionado, es
activado el freno de estacionamiento.
15. Sistema de control conforme a una de las
reivindicaciones 1) hasta 14) y caracterizado porque el modo
de funcionamiento de "aceleración - frenado automático" es
anulado al sobrepasar por lo menos una magnitud de estado del
vehículo un valor límite.
16. Sistema de control conforme a la
reivindicación 15) y caracterizado porque la magnitud de
estado del vehículo, la cual ha de ser tenida en consideración, es
la velocidad del vehículo.
17. Sistema de control conforme a las
reivindicaciones 15) ó 16) y caracterizado porque la
magnitud de estado del vehículo, la cual ha de ser tenida en
consideración, es el ángulo del volante de dirección .
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