ES2224837B1 - SEMIAUTOMATIC BRAKING SYSTEM FOR CARS AND MACHINERY. - Google Patents
SEMIAUTOMATIC BRAKING SYSTEM FOR CARS AND MACHINERY.Info
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Abstract
Amplía los sistemas y dispositivos de frenado [hidráulicos o neumáticos], descritos en la patente principal al sistema EBS que permite una aplicación peculiar del sistema semiautomático de frenado. En particular, el sistema EBS facilita la regulación automática de la fuerza de frenado en función de la desaceleración que se produce en el vehículo o, en su caso, en la máquina al aprovechar el control que el sistema EBS realiza a través de una función matemática "fuerza de frenado=f(posición mando de freno)" programada en la unidad de control a la que es posible añadir una segunda variable: la desaceleración.It extends the braking systems and devices [hydraulic or pneumatic], described in the main patent to the EBS system that allows a peculiar application of the semi-automatic braking system. In particular, the EBS system facilitates the automatic regulation of the braking force depending on the deceleration that occurs in the vehicle or, where appropriate, in the machine by taking advantage of the control that the EBS system performs through a mathematical function "braking force = f (brake control position)" programmed in the control unit to which it is possible to add a second variable: the deceleration.
Description
Sistema semiautomático de frenado para vehículos.Semi-automatic braking system for vehicles.
Se engloba en el sector de la maquinaria y de la automoción. Dentro del sector de la maquinaria está especialmente concebida su aplicación en el segmento de la maquinaria pesada [turbinas, grandes máquinas, etc...]. Dentro del sector de la automoción está especialmente concebida su aplicación en el segmento de los autobuses urbanos de pasajeros. El sistema también lo pueden instalar cualesquiera otras máquinas, vehículos [autobuses interurbanos, camiones, etc...] y elementos automóviles [ferrocarriles, aeronaves, elementos balísticos, etc...].It is included in the sector of machinery and Automotive Within the machinery sector it is especially conceived its application in the heavy machinery segment [turbines, large machines, etc ...]. Within the sector of the automotive is specially conceived its application in the segment of urban passenger buses. The system too it can be installed by any other machines, vehicles [intercity buses, trucks, etc ... and automobile elements [railways, aircraft, ballistic elements, etc ...].
Esta patente viene a completar otra cuyo nº es
P200202250 titulada “sistema semiautomático de frenado para
automóviles” a la que se suma como patente de adición. En esta
patente se considera la aplicación del sistema semiautomático de
frenado en un sistema de frenado EBS. El sistema de frenado EBS
facilita enormemente la regulación automática de la fuerza de
frenado en función de la desaceleración que, como sabemos, es una
tarea que realiza el sistema semiautomático de frenado. En
concreto, este sistema aprovecha del sistema EBS el control que
éste realiza sobre la maniobra de frenado a través de la
programación de una función matemática, la función “fuerza de
frenado=f(posición mando de freno)” a la que es posible
añadir una segunda variable: la desaceleración. Otros estados de la
técnica anterior son, tal y como se menciona en la patente
principal, los sistemas anti-bloqueo de frenos ABS,
sus distintas versiones aunque el objeto y los medios empleados
presentan diferencias con respecto a ella. Así, el sistema que nos
ocupa no pretende, como el sistema ABS, evitar el bloqueo de las
ruedas durante la maniobra de frenado sino que pretende, como
objeto innovador bien distinto, evitar que el vehículo supere un
determinado umbral de desaceleración que se produce como
consecuencia de una maniobra de frenado efectuada en un tramo
inicial del recorrido de un mando de freno determinado que, en el
caso de un vehículo, puede ser el propio mando de freno de
servicio. El umbral o límite máximo de desaceleración es
programable. Asimismo, este sistema, a diferencia de los sistemas
mencionados, no necesita actuar independientemente en cada rueda o
tren de marcha sino que sus efectos pueden ser comunes para las
cuatro ruedas no necesitando, por tanto, asistirse de la
información de elementos sensores, u otros mecanismos,
independientes ubicados en cada rueda o tren de marcha. El sistema
es aplicable a cualesquiera dispositivos de frenado ya sean
convencionales [hidráulicos o neumáticos] o ya sean alternativos
[retardadores, frenos eléctricos, magnéticos, de vacío, etc...].
Esta patente introduce otra novedad que consiste en implementar en
un retardador o en cualquier otro dispositivo de frenado de
variación escalonada de la fuerza de frenado un sistema de
variación continua de la misma. De esta manera el mando de freno
que acciona estos dispositivos de frenado se va a dividir en un
número infinito de posiciones o en un número finito con una
diferencia muy ajustada entre los efectos de dos posiciones
contiguas.This patent completes another whose number is P200202250 entitled "semi-automatic braking system for cars" which is added as an addition patent. This patent considers the application of the semi-automatic braking system in an EBS braking system. The EBS braking system greatly facilitates the automatic regulation of the braking force based on the deceleration which, as we know, is a task that the semi-automatic braking system performs. Specifically, this system takes advantage of the EBS system's control over the braking maneuver through the programming of a mathematical function, the function "braking force = f (brake control position)" to which it is possible to add A second variable: the slowdown. Other prior art states are, as mentioned in the main patent, ABS braking systems, their different versions although the object and the means used differ with respect to it. Thus, the system in question is not intended, like the ABS system, to avoid blocking the wheels during the braking maneuver but rather, as a very different innovative object, to prevent the vehicle from exceeding a certain deceleration threshold that occurs as as a consequence of a braking maneuver carried out in an initial section of the path of a determined brake control which, in the case of a vehicle, may be the service brake control itself. The threshold or maximum deceleration limit is programmable. Likewise, this system, unlike the mentioned systems, does not need to act independently on each wheel or gear train, but its effects can be common for all four wheels, not needing, therefore, to rely on the information of sensor elements, or others. independent mechanisms located on each wheel or gear train. The system is applicable to any braking devices whether conventional [hydraulic or pneumatic] or alternative [retarders, electric brakes, magnetic, vacuum, etc ...]. This patent introduces another novelty that consists in implementing a system of continuous variation thereof in a retarder or in any other braking device of stepped variation of the braking force. In this way the brake control that activates these braking devices will be divided into an infinite number of positions or a finite number with a very tight difference between the effects of two positions
adjoining
Dentro del sector de la automoción, los autobuses urbanos presentan la particularidad con respecto a otros vehículos de que una parte de sus pasajeros, en ocasiones una mayoría, tiene que viajar de pie. Esta circunstancia los hace vulnerables a la fuerte inercia producida por las aceleraciones y desaceleraciones violentas del vehículo que los transporta. En esta patente vamos a considerar tan sólo las desaceleraciones del vehículo y, dentro de ellas, aquéllas producidas como consecuencia de una maniobra de frenado. Una frenada violenta supone un detrimento en la seguridad y en el confort de los pasajeros del vehículo que se sienten víctimas del perfil de conducción agresivo de aquellos conductores que frenan violentamente cuando las circunstancias de seguridad no lo exigen. En otro sentido, una frenada violenta frente a una frenada suave en condiciones que permitían ésta última supone un reparto en favor del tiempo dedicado a acelerar en relación al tiempo dedicado a frenar para cubrir la misma distancia lo que se traduce en un aprovechamiento menos eficaz de la energía lo que, a su vez, es hablar de consumos mayores y más cuando se trata de vehículos de gran potencia o cilindrada como son los autobuses urbanos. Por último, hay que mencionar el elevado desgaste y pérdida de eficacia por sobrecalentamiento de los elementos de fricción [discos, pastillas, zapatas,...] de un dispositivo de frenado convencional [hidráulico o neumático] debido a un sobreuso. Ello se traduce también en mayores costes en piezas de recambio y en servicios de reposición. Otros elementos automóviles como metros, tranvías, etc... también pueden sufrir los efectos mencionados. Y no sólo podemos hablar de problemas relacionados con el transporte de viajeros, también el transporte de mercancías es vulnerable a los efectos de la inercia cuando la carga que se transporta es frágil o peligrosa [transportes especiales]. En el sector de la maquinaria, especialmente de la maquinaria pesada [turbinas, grandes máquinas, etc...], puede ser igualmente necesario fijar un umbral máximo en la desaceleración que presenta dicha máquina como consecuencia de una maniobra de frenado. En el caso de la maquinaria el umbral se puede fijar según las necesidades en cualquier tramo del recorrido del mando de freno o, incluso, también en todo su recorrido.Within the automotive sector, buses urban presents the particularity with respect to other vehicles that a part of its passengers, sometimes a majority, has That travel on foot. This circumstance makes them vulnerable to strong inertia produced by accelerations and decelerations violent of the vehicle that transports them. In this patent we are going to consider only vehicle decelerations and, within they, those produced as a result of a maneuver of braking. Violent braking is a detriment to safety and in the comfort of the passengers of the vehicle who feel victims of the aggressive driving profile of those drivers that stop violently when security circumstances do not They demand it. In another sense, a violent braking in front of a smooth braking in conditions that allowed the latter supposes a distribution in favor of time spent accelerating in relation to time spent braking to cover the same distance what is translates into a less efficient use of energy which, to in turn, is to talk about higher consumption and more when it comes to high power or displacement vehicles such as buses urban. Finally, we must mention the high wear and tear loss of efficiency due to overheating of the elements of friction [discs, pads, shoes, ... of a device conventional braking [hydraulic or pneumatic] due to overuse. This also translates into higher costs in spare parts and in replacement services. Other automotive elements such as meters, trams, etc ... can also suffer the effects mentioned. And we can not only talk about problems related to passenger transport, also freight transport is vulnerable to the effects of inertia when the load is Transport is fragile or dangerous [special transports]. At machinery sector, especially heavy machinery [turbines, large machines, etc ...], can be equally it is necessary to set a maximum threshold in the deceleration that it presents said machine as a result of a braking maneuver. At machinery case the threshold can be set according to needs in any section of the brake control travel or, even, also in all its route.
En automoción, aumenta la seguridad y el confort en el transporte de pasajeros y aumenta la seguridad en los transportes especiales de mercancías [mercancías frágiles o peligrosas]. No menoscaba, en absoluto, ningún parámetro de seguridad por las siguientes razones:In automotive, increases safety and comfort in the transport of passengers and increases security in special transport of goods [fragile goods or dangerous]. It does not undermine, at all, any parameter of security for the following reasons:
- el umbral o límite máximo de desaceleración se desconecta automáticamente en cualquiera de los dos casos siguientes:- the threshold or maximum deceleration limit is automatically disconnects in either case following:
- --
- cuando se alcanza una velocidad de pulsación determinada del mando de freno en el tramo inicial de su recorridowhen a certain pulsation speed of the remote control is reached brake in the initial section of its route
- --
- cuando este tramo inicial de recorrido se rebasawhen this initial leg of the route is exceeded
- ello significa, por un lado, que el mando de freno nunca va a verse afectado en la demostración de sus máximas prestaciones y, por otro, que va a desconectarse automáticamente justa y estrictamente sólo cuando estas máximas prestaciones es necesario demostrarlas- this means, on the one hand, that the command of brake will never be affected in the demonstration of its highs benefits and, on the other, that will automatically disconnect just and strictly only when these maximum benefits is necessary to demonstrate them
- el sistema es continuo y progresivo, sin saltos en la fuerza de frenado.- the system is continuous and progressive, without jumps in the braking force.
El sistema no infringe tampoco ninguna normativa, ya queThe system also does not violate any regulations, as
- cualquier mando de freno debe demostrar los parámetros exigidos en las normativas de frenado precisamente en aquellas condiciones en las que en este mando de freno genera la desconexión del umbral máximo- any brake control must demonstrate the parameters required in the braking regulations precisely in those conditions in which this brake command generates the maximum threshold disconnection
- el sistema puede disponer un medio de registro del número de desconexiones automáticas del umbral máximo de desaceleración en el vehículo o, en su caso, en la máquina con el fin de que la empresa operadora de transporte, autoridad, etc... se sirvan de esta información para descifrar el perfil de conducción de cada empleado o, en su caso, el perfil de trabajo de cada operario, etc...- the system can provide a means of registration of the number of automatic disconnections of the maximum threshold of deceleration in the vehicle or, where appropriate, in the machine with the so that the transport operator, authority, etc ... is Use this information to decipher the driving profile of each employee or, where appropriate, the work profile of each operator, etc ...
- ello puede ser un incentivo que corregirá el perfil de conducción agresivo de determinados conductores con el fin de equipararlo al de otros compañeros que hacen del confort del pasajero o de la seguridad de la mercancía que transportan su objetivo- this may be an incentive that will correct the aggressive driving profile of certain drivers with the in order to equate it with other classmates who make comfort of the passenger or the security of the merchandise that transport their objective
- en cualquier caso el sistema evita en gran medida las maniobras de frenado violentas que los conductores más agresivos siempre demostrarían en un vehículo que no incorporara este sistema- in any case the system avoids greatly measure violent braking maneuvers that drivers more aggressive would always demonstrate in a vehicle that did not incorporate this system
- el sistema permite afectar dos o más dispositivos de frenado distintos [por ejemplo, un retardador más un dispositivo neumático de frenado] siempre que actúen sincrónica o asincrónicamente mientras el umbral máximo esté conectado- the system can affect two or more different braking devices [for example, one more retarder a pneumatic braking device] provided they act synchronously or asynchronously while the maximum threshold is connected
- el sistema reparte el efecto de la inercia en la frenada lo que supone evitar tan sólo la respuesta violenta inicial de una frenada fuerte ya que, como veremos, la fuerza o intensidad de frenado asociada a la posición en vigor del mando de freno de la curva estándar “fuerza de frenado=f(posición mando de freno)” se restablece inmediatamente cuando el nivel de desaceleración recupera el umbral máximo programado- the system distributes the effect of inertia on the braking which means avoiding only the violent response initial of a strong braking since, as we will see, the force or braking intensity associated with the current position of the control standard curve brake “braking force = f (position brake control) ”is restored immediately when the level of deceleration recovers the maximum programmed threshold
- el sistema no interfiere el funcionamiento de otros elementos del sistema de frenos ya que simplemente automatiza o sustituye parte de la labor del conductor a la hora de frenar- the system does not interfere with the operation of other elements of the brake system since it simply automates or substitutes part of the work of the driver at the time of brake
- el sistema es compatible con la actuación de un sistema ABS cuando el umbral máximo de desaceleración está desconectado.- the system is compatible with the performance of a ABS system when the maximum deceleration threshold is disconnected.
Otras ventajas de este sistema son:Other advantages of this system are:
- el conductor adapta sus hábitos de conducción según un criterio más confortable para el pasajero- the driver adapts his driving habits according to a more comfortable criterion for the passenger
- un reparto en favor del tiempo destinado a frenar en relación al tiempo destinado a acelerar para cubrir la misma distancia supone un aprovechamiento más eficaz de la energía, lo que se traduce en consumos más bajos- a distribution in favor of the time allocated to slow down in relation to the time taken to accelerate to cover the same distance means more efficient use of energy, which translates into lower consumption
- mientras actúa la regulación automática de la fuerza de frenado en función de la desaceleración se están contrarrestando también automáticamente los efectos de las fuerzas externas de un signo o de otro que pueden incidir sobre el vehículo al frenar lo que facilita el control de la maniobra de frenado en circunstancias criticas como son: bajada de pendientes, viento favorable, etc...- while the automatic regulation of the braking force depending on the deceleration are being also automatically counteracting the effects of forces external of a sign or other that can affect the vehicle when braking which facilitates the control of the braking maneuver in Critical circumstances such as: slope descent, wind favorable, etc ...
- supone un ahorro tanto en elementos de fricción del sistema de frenos [discos, pastillas, zapatas,...) como en servicios de reposición- it saves both friction elements of the brake system [discs, pads, shoes, ...) as in replacement services
- la eficacia del dispositivo de frenado afectado es mayor al reducirse o evitarse el sobrecalentamiento de sus elementos de fricción- the effectiveness of the affected braking device is greater by reducing or avoiding overheating of your friction elements
- el sistema es sencillo, preciso y económico y se puede completar con otro denominado sistema semiautomático de aceleración que evita las aceleraciones y desaceleraciones violentas del vehículo producidas como consecuencia del uso del mando acelerador y que es objeto de otra patente- the system is simple, accurate and economical and it can be completed with another so-called semi-automatic system of acceleration that prevents acceleration and deceleration violent vehicle produced as a result of the use of throttle control and which is the subject of another patent
- entre los dispositivos de frenado alternativos a los dispositivos hidráulicos o neumáticos convencionales que pueden aplicar este sistema destaca el retardador cuyo uso ofrece una suavidad en la maniobra de frenado que facilita aún más el control de la desaceleración.- between alternative braking devices to conventional hydraulic or pneumatic devices that you can apply this system highlights the retarder whose use it offers a smoothness in the braking maneuver that facilitates even more the deceleration control.
Los mandos de freno de los sistemas de frenado actuales [EBS] operan estableciendo una relación biunívoca entre sus distintas posiciones de recorrido, por un lado, y la intensidad o fuerza de frenado asociada a esas posiciones, por otro. Uniendo esos pares de valores se determina una curva estándar “fuerza de frenado=f(posición mando de freno)” (1) que se puede alterar en función de parámetros como es la carga del vehículo. La respuesta de la fuerza de frenado siempre es proporcional a la velocidad de pulsación del mando de freno por parte del conductor por lo que no es posible regular automáticamente la fuerza de frenado en función de otros parámetros como la desaceleración que se produce en el vehículo como consecuencia de una maniobra de frenado. Mediante el sistema objeto de esta patente eso es posible y, para ello, se permite modificar automáticamente el curso de la curva estándar “fuerza de frenado=f(posición mando de freno)” programada por el fabricante cuando la lectura de la desaceleración del vehículo o, en su caso, de la máquina, como consecuencia de una maniobra de frenado, supera un umbral máxima determinado. A la curva estándar modificada la denominaremos curva temporal (2). A medida que la lectura de la desaceleración va aproximándose al umbral máximo la curva temporal se va aproximando también a la curva estándar hasta igualarla. Teniendo en cuenta estas premisas, el sistema semiautomático de frenado se va a caracterizar principalmente porque:Brake controls of braking systems Current [EBS] operate by establishing a biunivocal relationship between its different travel positions, on the one hand, and the intensity or braking force associated with these positions, for other. Joining these pairs of values determines a standard curve “Braking force = f (brake control position)” (1) that is can alter depending on parameters such as the load of the vehicle. The brake force response is always proportional to the pulsation speed of the brake control by part of the driver so it is not possible to regulate automatically the braking force based on other parameters as the deceleration that occurs in the vehicle as consequence of a braking maneuver. Through the object system of this patent that is possible and, for this, it is allowed to modify automatically the course of the standard curve "force of braking = f (brake control position) ”programmed by the manufacturer when the vehicle deceleration reading or, where appropriate, of the machine, as a result of a maneuver of braking, exceeds a certain maximum threshold. To the standard curve modified we will call it a temporal curve (2). As the deceleration reading is approaching the maximum threshold the time curve is also approaching the standard curve until match it Given these premises, the system semi-automatic braking will be characterized mainly why:
- somete a un umbral máximo “-a” a la desaceleración producida en el vehículo o, en su caso, en la máquina como consecuencia de una maniobra de frenado- subject a maximum threshold “-a” to the deceleration produced in the vehicle or, where appropriate, in the machine as a result of a braking maneuver
- el umbral o límite máximo de desaceleración se desconecta automáticamente en cualquiera de los dos casos siguientes:- the threshold or maximum deceleration limit is automatically disconnects in either case following:
- --
- cuando se rebasa un tramo inicial determinado de recorrido del mando de freno desde el que se efectúa la maniobra de frenadowhen a certain initial section of travel of the control of brake from which the braking maneuver is performed
- --
- cuando se alcanza una velocidad de pulsación determinada del mando de freno en este tramo inicial de recorrido.when a certain pulsation speed of the remote control is reached brake on this initial section of travel.
En el caso de que el umbral máximo de desaceleración esté conectado pueden suceder dos cosas:In the event that the maximum threshold of Deceleration is connected two things can happen:
- que el umbral máximo no se supere en cuyo caso la unidad de control del sistema de frenos mantiene la curva estándar “fuerza de frenado=f(posición mando de freno)”- that the maximum threshold is not exceeded in which case the brake system control unit keeps the curve standard “braking force = f (brake control position)”
- que el umbral máximo se supere en cuyo caso la unidad de control del sistema de frenos modifica el curso de la curva estándar, que pasa a ser la curva temporal “fuerza de frenado=f(posición mando de freno)”, reafluyendo al curso anterior de la curva estándar cuando el vehículo o, en su caso, la máquina recupera la desaceleración señalada por el umbral máximo.- that the maximum threshold is exceeded in which case the brake system control unit modifies the course of the standard curve, which becomes the time curve “force of braking = f (brake control position) ”, re-influencing the course above the standard curve when the vehicle or, where appropriate, the machine recovers the deceleration indicated by the threshold maximum.
En el caso de que el umbral máximo de desaceleración se desconecte automáticamente en cualquiera de las dos circunstancias previstas la curva “fuerza de frenado=f(posición mando de freno) ya sea en el formato de la curva estándar, ya sea en el formato de la curva temporal debe proseguir siempre un curso que debe ser el de la curva estándar. En este sentido, pueden suceder dos cosas:In the event that the maximum threshold of deceleration is automatically disconnected at any of the two circumstances provided the “force of braking = f (brake control position) either in the format of the standard curve, either in the format of the time curve should always follow a course that must be that of the standard curve. In In this sense, two things can happen:
- que antes de la desconexión del umbral el formato de la curva en curso sea el formato de la curva estándar- that before disconnection of the threshold the format of the current curve be the format of the curve standard
- que antes de la desconexión del umbral el formato de la curva en curso sea el formato de la curva temporal.- that before disconnection of the threshold the format of the current curve be the format of the curve temporary.
En el primer caso la curva estándar en curso va a enlazar con su propia prolongación por lo que no se va a generar problema alguno de continuidad [la continuidad de la curva es indispensable para evitar saltos en la fuerza de frenado]. En el segundo caso deben enlazar, por un lado, una curva temporal y, por otro lado, la curva estándar que corresponde al recorrido restante. El punto final de la primera curva y el punto inicial de la segunda van a distar por lo que es necesario aproximarlos para resolver el problema de continuidad que se presenta en la curva resultante. La solución para su aproximación consiste en desplazar verticalmente la curva estándar mediante un simple algoritmo que apenas va a alterar su formato y sus propiedades matemáticas [valores, crecimiento/decrecimiento, etc...]. De este modo, ambas curvas, temporal y estándar desplazada (3), van a poder enlazar en la frontera que separa la conexión y la desconexión del umbral máximo. Esta frontera (Fig.2 y Fig.3) puede serIn the first case the current standard curve is going to link to its own extension so it will not be generated any continuity problem [the continuity of the curve is indispensable to avoid breaks in the braking force]. At second case they must link, on the one hand, a time curve and, for on the other hand, the standard curve that corresponds to the remaining route. The end point of the first curve and the starting point of the second curve they are going to choose what is necessary to approximate them to solve the continuity problem that occurs in the resulting curve. The solution for its approach consists of moving vertically the standard curve using a simple algorithm that is just going to alter its format and its mathematical properties [values, growth / decrease, etc ...]. Thus, both curves, temporal and standard displaced (3), will be able to link in the border separating the connection and disconnection of the maximum threshold. This border (Fig. 2 and Fig. 3) can be
- fija cuando el umbral máximo se desconecta al rebasar un punto de recorrido establecido en el mando de freno- fixed when the maximum threshold is disconnected at exceed a set point on the brake control
- variable cuando el umbral máximo se desconecta al rebasar una velocidad de pulsación establecida del mando de freno. La distancia entre la curva estándar temporal y la curva estándar desplazada va a ser muy pequeña debido a que- variable when the maximum threshold is disconnected when exceeding a set pulse rate of the Brake. The distance between the standard temporal curve and the curve displaced standard is going to be very small because
- el sistema de regulación de la fuerza de frenado en función de la lectura de la desaceleración responde rápidamente por lo que la curva temporal reafluye o tiende rápidamente hacia la curva estándar- the force regulation system of braking depending on the deceleration reading responds quickly so the temporal curve re-flows or tends quickly towards the standard curve
- una pulsación rápida del mando de freno, que es la que más distancia entre curvas podría provocar, desconecta inmediatamente el umbral máximo por lo que no da tiempo a abrir una gran brecha en la distancia que se separa estas curvas.- a quick press of the brake control, which is the one that could cause more distance between curves, disconnects immediately the maximum threshold so there is no time to open a large gap in the distance that separates these curves.
Por todo ello, el desplazamiento de la curva estándar no supone, en absoluto, una merma en la respuesta del mando de freno cuando el umbral máximo se desconecta. La curva estándar desplazada se sustituye por la curva estándar sin desplazamiento cuando el mando de freno recupera su posición de reposo. No obstante puede sustituirse también por la curva estándar sin desplazamiento o por otra curva estándar menos desplazada cuando se cumplen otras condiciones [por ejemplo, al culminar la posición final de recorrido del mando de freno, al retroceder parcialmente de posición el mando de freno, etc...]. El algoritmo empleado (Fig.4) para desplazar verticalmente la curva estándar es el siguiente:For all this, the displacement of the curve standard does not imply, at all, a decrease in the response of the brake control when the maximum threshold is switched off. The curve offset standard is replaced by the standard curve without displacement when the brake control recovers its position of repose. However, it can also be replaced by the standard curve no displacement or by another standard curve less offset when other conditions are met [for example, at the end of the final travel position of the brake control, when backing partially position the brake control, etc ...]. The algorithm used (Fig. 4) to move the standard curve vertically is the next:
1º) se unen mediante una recta, por un lado1st) are joined by a straight line, on the one hand
- --
- el último punto de la curva estándar, que es el punto de máxima fuerza de frenado asociado a la última posición de recorrido del mando de freno, y, por otro ladohe last point of the standard curve, which is the point of maximum strength of braking associated with the last travel position of the control brake, and on the other hand
- --
- el punto de la misma curva estándar asociado a la posición de la frontera que separa la conexión y la desconexión del umbral máximohe point of the same standard curve associated with the position of the border separating the connection and disconnection of the threshold maximum
2°) se unen mediante otra recta, por un lado2nd) are joined by another straight, on the one hand
- --
- el mismo punto que se unió en la recta anterior, es decir, el último punto de la curva estándar, que es el punto de máxima fuerza de frenado asociado a la última posición de recorrido del mando de freno, y, por otro ladohe same point that joined in the previous line, that is, the last standard curve point, which is the point of maximum force of braking associated with the last travel position of the control brake, and on the other hand
- --
- el punto de la curva temporal asociado a la posición de la frontera que separa la conexión y la desconexión del umbral máximohe point of the time curve associated with the position of the border which separates the connection and disconnection of the maximum threshold
3º) se calcula la distancia vertical entre esas dos rectas en todos y cada uno de sus puntos [máxima en la posición de la frontera de conexión/desconexión, nula en la última posición de recorrido del mando de freno]3rd) the vertical distance between these is calculated two lines in each and every one of its points [maximum in position of the connection / disconnection border, null in the last position of brake control travel]
4º) se desplazan verticalmente todos y cada uno de los puntos de la curva estándar en la distancia vertical calculada correspondiente a cada posición y se obtiene la curva estándar desplazada.4th) move each and every one vertically of the points of the standard curve in the vertical distance calculated corresponding to each position and the curve is obtained shifted standard
Para que el sistema pueda operar, como primer paso, debemos programar en la unidad de mando, o unidad de control, uno o más umbrales máximos “-a” de desaceleración con el/los que pretendemos que responda el vehículo o, en su caso, la máquina al frenar. La fuerza de frenado con la que va a responder inicialmente el vehículo o, en su caso, la máquina va a ser la que señala la curva estándar “fuerza de frenado=f(posición mando de freno)”. Cuando el umbral máximo de desaceleración está conectado la unidad de control debe seguir un proceso de regulación automática de la fuerza de frenado correspondiente a cada posición del mando de freno con el fin de que la lectura de la desaceleración producida como consecuencia de una maniobra de frenado efectuada con dicho mando no rebase el umbral máximo programado. Para ello, se va a emplear un sistema regulador con realimentación que consiste en un proceso lógico programado en la unidad de control que actúa según una sucesión de etapas que comprenden:So that the system can operate, as the first step, we must program in the command unit, or control unit, one or more “-a” maximum deceleration thresholds with the / those we intend that the vehicle or, where appropriate, the machine responds to brake. The braking force with which you will respond initially the vehicle or, where appropriate, the machine will be the one that indicates the standard curve “braking force = f (control position of Brake)". When the maximum deceleration threshold is connected the control unit must follow a regulation process automatic braking force corresponding to each position of the brake control so that the reading of the deceleration produced as a result of a maneuver of braking with this command does not exceed the maximum threshold programmed. For this, a regulatory system with feedback consisting of a logical process programmed in the control unit that acts according to a succession of stages that include:
1°) la lectura del valor de la desaceleración del vehículo o, en su caso, de la máquina producida como consecuencia de una maniobra de frenado1st) the reading of the deceleration value of the vehicle or, where appropriate, the machine produced as a result of a braking maneuver
2º) su comparación, en valores absolutos, con el umbral máximo de desaceleración programado “-a” (Fig.3)2nd) its comparison, in absolute values, with the maximum programmed deceleration threshold “-a” (Fig. 3)
3º) si existe diferencia positiva se procede a reducir el nivel de fuerza de frenado que señala la curva estándar “fuerza de frenado=f(posición mando de freno)” correspondiente a la posición en vigor del mando de freno en el porcentaje pertinente, que es proporcional a la diferencia leída, con el fin de recuperar la desaceleración señalada por el umbral máximo3rd) if there is a positive difference, proceed to reduce the level of braking force indicated by the standard curve “Braking force = f (brake control position)” corresponding to the current position of the brake control in the relevant percentage, which is proportional to the difference read, in order to recover the deceleration indicated by the threshold maximum
4º) nueva lectura y comparación del valor de
la
desaceleración del vehículo o, en su caso, de la
máquina4th) new reading and comparison of the value of the
deceleration of the vehicle or, where appropriate, of the machine
5°) si persiste la diferencia positiva se repite el paso 3º5th) if the positive difference persists, it is repeated step 3
6°) si la diferencia leída es nula o negativa se restablece la fuerza de frenado correspondiente a la posición en vigor del mando de freno que señala la curva estándar “fuerza de frenado=f(posición mando de freno)”6) if the difference read is zero or negative, resets the braking force corresponding to the position in brake control force indicating the standard curve “force of braking = f (brake control position) ”
7°) retorno al primer paso del proceso.7 °) return to the first step of the process.
El sistema semiautomático de frenado permite afectar dos o más dispositivos de frenado diferentes [por ejemplo, un retardador y un dispositivo neumático de frenado] siempre que éstos intervengan cuando el umbral máximo de desaceleración está conectado. En este caso se regularía la fuerza de frenado en función de la desaceleración a medida que intervienen sincrónica o asincrónicamente.The semi-automatic braking system allows affect two or more different braking devices [for example, a retarder and a pneumatic braking device] provided that these intervene when the maximum deceleration threshold is connected. In this case the braking force would be regulated in Deceleration function as they intervene synchronously or asynchronously.
Los dispositivos de frenado pueden ser de dos tipos:The braking devices can be two types:
1ª) de variación escalonada de la fuerza de frenado1st) of stepwise variation of the force of braking
2º) de variación continua de la fuerza de
frena-
do.2nd) of continuous variation of the brake force
do.
En el primer grupo se encuentran dispositivos de frenado como, por ejemplo, los retardadores que dividen el mando de freno que los acciona en una serie de posiciones escalonadas que llevan asociadas unas fuerzas de frenado determinadas. Otras veces el mando de freno aunque no está dividido en posiciones escalonadas puede, sin embargo, accionar al pulsarlo alguna de las posiciones de un dispositivo de variación escalonada en la fuerza de frenado además de accionar otros dispositivos como puede ser un sistema neumático de frenos. En el grupo de dispositivos de frenado de variación continua de la fuerza de frenado se encuentran dispositivos como, por ejemplo, los sistemas hidráulicos o neumáticos convencionales. Para un sistema semiautomático de frenado como el que describimos se requiere el uso de un dispositivo de frenado de variación continua en la fuerza de frenado en lugar de un dispositivo de frenado de variación escalonada. Por ello, cuando el sistema emplea un dispositivo de frenado de efecto escalonado en la variación de la fuerza de frenado es preciso implementar un sistema de efecto continuo en la variación de esta fuerza mediante la programación en la unidad de control que gobierna el dispositivo de frenado de una secuencia de fuerzas de frenado de escala infinita o finita tan ajustada en la diferencia entre valores contiguos como sea necesario con el fin de hacer imperceptible el efecto del cambio de posiciones del mando de freno.In the first group are devices of braking, such as the retarders that divide the control of brake that drives them in a series of staggered positions that certain braking forces are associated. Other times the brake control although it is not divided into staggered positions can, however, actuate by pressing any of the positions of a stepped variation device in braking force In addition to operating other devices such as a system brake tire In the braking device group of continuous variation of the braking force are found devices such as hydraulic systems or conventional tires For a semi-automatic system of braking like the one we describe requires the use of a continuous variation braking device in the force of braking instead of a variation braking device staggered Therefore, when the system uses a device staggered effect braking in the variation of the force of braking is necessary to implement a continuous effect system in the variation of this force by programming in the unit of control that governs the braking device of a sequence of braking forces of infinite or finite scale so tight in the difference between contiguous values as necessary in order to make the effect of changing command positions imperceptible brake.
El sistema puede presentar las siguientes variantes:The system can present the following variants:
- según el sistema o dispositivo de frenado afectado:- depending on the braking system or device affected:
- --
- dispositivos de frenado convencionales:braking devices Conventional:
- --
- sistema hidráulicohydraulic system
- --
- sistema neumáticopneumatic system
- --
- dispositivos de frenado alternativos:braking devices alternatives:
- --
- retardadorretarder
- --
- freno eléctricoBrake electric
- --
- freno magnéticoBrake magnetic
- --
- freno de vacíoBrake of emptiness
- --
- resto de sistemas o dispositivos de frenadorest of braking systems or devices
- según el número de dispositivos de frenado
afectados cuando el umbral máximo de desaceleración
está
conectado:- according to the number of braking devices affected when the maximum deceleration threshold
Are you connected:
- --
- UnoOne
- --
- Dos o másTwo o plus
- según el campo de aplicación del sistema:- according to the field of application of the system:
- --
- en elementos automóvilesin automotive elements
- --
- en maquinaria.in machinery.
En cualquier caso, el sistema va a comprender:In any case, the system will understand:
- un mando de freno que tiene la facultad de someter a un umbral máximo a la desaceleración producida en el vehículo o, en su caso, la máquina como consecuencia de la maniobra de frenado efectuada con dicho mando- a brake control that has the power to subject a maximum threshold to the deceleration produced in the vehicle or, where appropriate, the machine as a result of the maneuver of braking carried out with said command
- una unidad de mando, o unidad de control, que recibe información de una serie de elementos periféricos de entrada y que genera una serie de órdenes que va a transferir a una serie de elementos periféricos de salida.- a command unit, or control unit, that receives information from a series of peripheral elements of entry and that generates a series of orders that you will transfer to a series of peripheral output elements.
Los elementos periféricos de entrada comprenden básicamente:The peripheral input elements comprise basically:
- un sensor de la desaceleración del vehículo o, en su caso, de la máquina- a vehicle deceleration sensor or, where appropriate, of the machine
- un sensor de posiciones del mando de freno- a brake control position sensor
- un sensor de velocidad de pulsación del mando de freno- a control pulse speed sensor brake
Los elementos periféricos de salida comprenden básicamente:The peripheral output elements comprise basically:
- el dispositivo o sistema de frenado del vehículo o, en su caso, de la máquina- the braking device or system of the vehicle or, where appropriate, the machine
- un medio de registro del número de desconexiones automáticas del umbral máximo de desaceleración en el vehículo o, en su caso, en la máquina.- a means of recording the number of automatic disconnections of the maximum deceleration threshold in the vehicle or, where appropriate, on the machine.
La unidad de control dispone asimismo deThe control unit also has
- medios de conexión física entre la unidad de control y sus elementos periféricos- means of physical connection between the unit control and its peripheral elements
- medios de conexión/desconexión lógica [ON/OFF], manual o automática, en el sistema del umbral máximo de desaceleración- logical connection / disconnection means [ON / OFF], manual or automatic, in the system of the maximum threshold of deceleration
- medios de programación y medios de memoria de una serie de informaciones que comprenden:- programming media and memory media of a series of information that includes:
- --
- el umbral [o umbrales] de desaceleración máxima “-a” % así como las condiciones en las que debe[n] operar un[os] um-bral[es] u otro[s]he threshold [or thresholds] of maximum deceleration “-a”% as well as conditions under which a [os] must operate um-bral [es] or other [s]
- --
- algoritmos, tablas, bases de datos, procesos lógicos, tanto generales (figura 1) como específicos, y otros formatos de información y contenido que permiten, todos ellos, tratar tanto la información programada como la información recibida desde los elementos periféricos descritos, inclusive reprogramarla automáticamente, y generar las órdenes pertinentes para alcanzar los objetivos reivindicados.algorithms, tables, databases, logical processes, both general (figure 1) and specific, and other formats of information and content that allow, all they, treat both the programmed information and the information received from the described peripheral elements, including reprogram it automatically, and generate the relevant orders to achieve the claimed objectives.
La figura 1 representa un esquema del proceso
básico general de funcionamiento del sistema. Este proceso parte de
la comparación entre la desaceleración instantánea real como
consecuencia de una maniobra de frenado y la desaceleración umbral
máxima. En función de la diferencia que van arrojando estos dos
valores se regulará o no la fuerza de frenado a través de un
sistema regulador con realimentación cuando el sistema está
conectado [ON]. Cuando el sistema está desconectado [OFF] la fuerza
de frenado no se regula. La fuerza de frenado final depende tanto
del estado de conexión/desconexión [ON/OFF] del sistema como de si
se supera o no el umbral máximo de desaceleración en el caso de
que el sistema esté conecta-
do.Figure 1 represents a diagram of the general basic process of system operation. This process starts from the comparison between the real instantaneous deceleration as a result of a braking maneuver and the maximum threshold deceleration. Depending on the difference between these two values, the braking force will be regulated or not through a regulating system with feedback when the system is connected [ON]. When the system is switched off [OFF] the braking force is not regulated. The final braking force depends on both the ON / OFF status of the system and whether or not the maximum deceleration threshold is exceeded if the system is connected.
do.
La figura 2 representa la curva “fuerza de frenado=f(posición mando de freno)” en sus distintos formatos:Figure 2 represents the “force of braking = f (brake control position) ”in its different formats:
- curva estándar [trazo grueso]- standard curve [thick stroke]
- curva temporal [trazo fino]- temporal curve [thin line]
- curva estándar desplazada [trazo discontinuo].- offset standard curve [stroke discontinuous].
La figura 3 representa la gráfica de la desaceleración instantánea del vehículo o, en su caso, de la máquina comparada con la gráfica del umbral máximo de desaceleración.Figure 3 represents the graph of the instant deceleration of the vehicle or, where appropriate, of the machine compared to the maximum threshold graph of deceleration.
La figura 4 ilustra el método de desplazamiento de la curva estándar “fuerza de frenado=f(posición mando de freno)”.Figure 4 illustrates the method of travel of the standard curve “braking force = f (control position of Brake)".
Claims (10)
- --
- cuando se rebasa un tramo inicial determinado de recorrido del mando de freno desde el que se efectúa la maniobra de frenadowhen a certain initial section of travel of the control of brake from which the braking maneuver is performed
- --
- cuando se alcanza una velocidad de pulsación determinada del mando de freno en este tramo inicial de recorrido.when a certain pulsation speed of the remote control is reached brake on this initial section of travel.
- --
- el último punto de la curva estándar, que es el punto de máxima fuerza de frenado asociado a la última posición de recorrido del mando de freno, y, por otro ladohe last point of the standard curve, which is the point of maximum strength of braking associated with the last travel position of the control brake, and on the other hand
- --
- el punto de la misma curva estándar asociado a la posición de la frontera que separa la conexión y la desconexión del umbral máximohe point of the same standard curve associated with the position of the border separating the connection and disconnection of the threshold maximum
- --
- el mismo punto que se unió en la recta anterior, es decir, el último punto de la curva estándar, que es el punto de máxima fuerza de frenado asociado a la última posición de recorrido del mando de freno, y, por otro ladohe same point that joined in the previous line, that is, the last standard curve point, which is the point of maximum force of braking associated with the last travel position of the control brake, and on the other hand
- --
- el punto de la curva temporal asociado a la posición de la frontera que separa la conexión y la desconexión del umbral máximohe point of the time curve associated with the position of the border that separates the connection and disconnection of the maximum threshold
- --
- un sensor de la desaceleración del vehículo o, en su caso, de la máquinaa vehicle deceleration sensor or, where appropriate, the machine
- --
- un sensor de posiciones del mando de frenoa brake control position sensor
- --
- un sensor de velocidad de pulsación del mando de frenoa brake control pulsation speed sensor
- --
- el dispositivo o sistema de frenado del vehículo o, en su caso, de la máquinahe device or braking system of the vehicle or, where appropriate, of the machine
- --
- un medio de registro del número de desconexiones automáticas del umbral máximo de desaceleración en el vehículo o, en su caso, en la máquinaa means of recording the number of automatic disconnections of the maximum deceleration threshold in the vehicle or, where appropriate, in the machine
- --
- el umbral [o umbrales] de desaceleración máxima “-a” así como las condiciones en las que debe[n] operar un[os] umbral[es] u otro[s]he threshold [or thresholds] of maximum deceleration “-a” as well as conditions under which a [os] must operate threshold [es] or other [s]
- --
- algoritmos, tablas, bases de datos, procesos lógicos, tanto generales (figura 1) como específicos, y otros formatos de información y contenido que permiten, todos ellos, tratar tanto la información programada como la información recibida desde los elementos periféricos descritos, inclusive reprogramarla automáticamente, y generar las órdenes pertinentes para alcanzar los objetivos reivindicados.algorithms, tables, databases, logical processes, both general (figure 1) and specific, and other formats of information and content that allow, all they, treat both the programmed information and the information received from the described peripheral elements, including reprogram it automatically, and generate the relevant orders to achieve the claimed objectives.
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