ES2233417T3 - Procedimiento para la realizacion de un proceso de frenado automatico en un vehiculo automovil. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la realización de un proceso de frenado automático en un vehículo automóvil; a este efecto, por medio de un sensor es registrada una variable de estado para la descripción de las reacciones del conductor y/o de los acontecimientos por fuera del vehículo; esta magnitud variable es comparada con un valor de referencia y, al ser sobrepasado el valor de referencia, es producida, de manera automática, una presión de frenado que es mayor que la presión de frenado correspondiente a la posición del pedal de freno; procedimiento éste que está caracterizado porque la generación automática de la presión de frenado es suspendida durante un determinado tiempo de espera o de mantenimiento tan pronto que la variable de estado (sBp, vBp, aBp), que es detectada mediante el sensor, se encuentre por fuera de una gama de las tolerancias admisibles.

Description

Procedimiento para la realización de un proceso de frenado automático en un vehículo automóvil.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la realización de un proceso de frenado automático en un vehículo automóvil, conforme a lo indicado en el preámbulo de la reivindicación de patente 1).

Son conocidos unos sistemas de frenado automáticos que, en dependencia de un movimiento de pánico del conductor del vehículo, inician un proceso de frenado automático, con una presión de frenado que es mayor que la presión correspondiente a la posición del pedal de freno. Por regla general, este movimiento de pánico del conductor queda detectado a través de la velocidad del pedal de freno; en este caso, un movimiento de pánico es supuesto en el caso de que la velocidad del pedal sobrepase un valor de referencia. En este caso, se supone que el conductor desea disponer de una mayor fuerza de frenado que la fuerza que el mismo esté generando momentáneamente a través del accionamiento del pedal de freno.

Los sistemas de esta clase - los cuales son conocidos bajo el término genérico de "asistente de freno" - están descritos, a título de ejemplo, en las Patentes Alemanas Núms. DE 44 22 664 A1; DE 196 29 229 A1 y DE 196 41 470 A1.

Este asistente de freno permanece conectado, por regla general, durante tanto tiempo hasta que una de las variables de estado del pedal de freno se quede otra vez por debajo del valor de referencia, por ejemplo, por el hecho de que el conductor disminuya la posición del pedal de freno o bien deje el pedal de freno completamente libre o por lo menos reduzca la fuerza en el pedal de freno. En este caso, es supuesto que por parte del conductor sea deseada la disminución de la fuerza de frenado a un valor, que corresponde a la fuerza de la posición momentánea del pedal de freno.

Las reacciones del conductor, las cuales son evaluadas para la iniciación de un proceso de frenado automático, son registradas por medio de unos sensores; en este caso, existe, sin embargo, el peligro de que unas falsificaciones de señales de los sensores, las cuales sean debidas al tipo de construcción de estos últimos, o las señales falsas, como consecuencia de unos errores en los sensores, puedan conducir a una iniciación prematura, a una iniciación tardía o incluso a ninguna iniciación de la asistencia en el freno. Sobre todo al ser empleado para la detección del recorrido del pedal de freno un sensor, que contiene un potenciómetro de resistencias, se pueden presentar unas resistencias transitorias de arrastre, que son debidas al tipo de construcción y las que, a la entrada de un sistema de control o de regulación del vehículo, pueden conducir a un derrumbamiento en las señales, el cual es, no obstante, compensado normalmente dentro de un tiempo muy corto, de tal manera que en el aparato de control se disponga luego del valor de una señal correcta. Sin embargo, esta regeneración de una señal después de un derrumbamiento puede ser interpretada por el aparato de control como un frenado de pánico y puede conducir a la iniciación de un proceso de frenado automático, que es igualmente indeseado.

Además, a través de la Patente Alemana Núm. DE 197 22 532 A1 es conocido un procedimiento para la supresión de perturbaciones en el sensor del recorrido de la membrana de un amplificador de la fuerza de frenado. En este caso, son registrados el comienzo y el final de la perturbación y las medidas, que han de ser adoptadas en base a la perturbación, son elegidas en función de la duración de la perturbación. La variable de estado, detectada al comienzo de una perturbación, es retenida y la misma permanece constante hasta el término de la perturbación. Con el fin de impedir unas iniciaciones erróneas del proceso de frenado automático al final de la perturbación, resulta que a un filtro de velocidad es aportado el valor de velocidad cero, que está sin filtrar.

La presente invención tiene el objeto de proporcionar un sistema de frenado automático, que sea de un funcionamiento más fiable.

De acuerdo con la presente invención, este objeto se consigue por medio de las características, indicadas en la reivindicación de patente 1).

Según el novedoso procedimiento para la realización de un proceso de frenado automático en un vehículo automóvil, está previsto que para el caso, de que una variable de estado - que está detectada por medio de un sensor - se encuentre por fuera de una gama de tolerancias admisibles, la iniciación de un proceso de frenado automático queda suspendida para un determinado lapso de tiempo; a este efecto, el valor de referencia, que sirve de base para la iniciación de este proceso de frenado automático, se encuentra, de una manera conveniente, por fuera de la gama de las tolerancias que han de ser tenidas en consideración para esta supresión. De este modo, se consigue la ventaja de que puedan ser detectadas las funciones erróneas del sensor - previsto para el registro de la variable de estado para una descripción de las reacciones del conductor o de un acontecimiento para la iniciación del asistente de freno - por el hecho de que, en primer lugar, es detectado un valor, que carece de relevancia para la iniciación del asistente de freno y el cual, no obstante, se encuentra dentro de una gama de valores extraordinarios o excelentes y, a continuación, la iniciación del proceso de frenado automático queda suprimida para un determinado paso de tiempo. Dentro de este lapso de tiempo, la supresión del proceso de frenado automático también es efectuada para el caso de que las variables de estado, detectadas por el sensor, cumplan con los criterios de iniciación para la generación de una fuerza de frenado adicional. Gracias a ello., está asegurado que, al presentarse una perturbación en la señal, la que sobre todo tiene por consecuencia una reducción en el valor de la señal, se produce - a continuación de la perturbación - un tiempo muerto o tiempo de mantenimiento, dentro del cual la señal puede incrementarse otra vez a su valor correcto, y esto sin la iniciación de un proceso de frenado automático. Una vez transcurrido este tiempo muerto, el proceso de frenado automático puede ser iniciado, siempre si se cumplen para ello las condiciones relevantes.

Conforme al novedoso procedimiento, por medio de un valor de una señal, el cual se encuentra por fuera de la gama de tolerancias admisibles, queda identificado un marcado momento. A continuación de este marcado momento, se produce el tiempo de mantenimiento o el tiempo de espera, durante el cual no es posible efectuar ninguna iniciación del proceso de frenado automático.

Según una conveniente forma de realización de la presente invención, resulta que como la variable de estado - que tiene que ser evaluada para la iniciación del proceso de frenado automático - es detectada una variable o magnitud, que describe o representa el estado del pedal de freno, en especial la posición del pedal de freno o una variación en la posición del pedal de freno y/o una variación en la velocidad del pedal de freno. Al tener en consideración las variables de estado del pedal de freno - tanto en el plano de la posición y de la velocidad como asimismo en el plano de su aceleración - puede ser llevada a efecto una escalonada estrategia por el hecho de que, en un orden cronológico, la gama de valores es evaluada, en primer lugar, en el plano de la posición; a continuación, en el plano de la velocidad y, finalmente, es evaluada en el plano de la aceleración.

A este efecto, y dentro del plano de la posición, el valor del sensor es evaluado, de manera preferente, en el sentido de que la posición del pedal de freno se hace más pequeña, o sea, se reduce en dirección hacia la posición de partida del pedal. Al presentarse este fenómeno, la aportación automática de la presión de frenado queda suspendida durante tanto tiempo hasta que esté finalizado el proceso de frenado, que tiene lugar actualmente. Como principio, el retroceso del pedal de freno asimismo puede ser detectado por medio de la velocidad del pedal de freno; no obstante, y en especial dentro de la gama de unas muy reducidas velocidades del pedal, puede ser más conveniente detectar la variación en la posición del pedal dentro del plano de la posición, teniendo en cuenta que, dentro de una gama de las velocidades más pequeñas, el análisis de la posición del pedal de freno aporta unos resultados más exactos que un análisis de la velocidad, que es deducida de la posición del pedal.

La generación automática de la presión de frenado puede ser suspendida hasta producirse un nuevo incremento en la posición del pedal de freno; en este caso, existe la posibilidad tanto de un retroceso de la posición del pedal de freno hasta la posición de partida del pedal, en la que el mismo se encuentra sin cargo, como asimismo de un nuevo aumento en la posición a partir de la posición de un frenado parcial.

De una manera conveniente, dentro del plano de la velocidad es evaluado si la velocidad del pedal de freno se queda por debajo de un determinado valor límite; a este efecto, como valor límite puede ser establecido previamente un valor negativo. Si este es el caso, la generación automática de la presión de frenado es suspendida, de un modo conveniente, para un tiempo de mantenimiento constante y previamente establecido. Esta evaluación dentro del plano de la velocidad y con el establecimiento de un valor límite negativo hace posible detectar un derrumbamiento de una señal y bloquear, a continuación, la iniciación de la generación automática de la presión de frenado, con lo cual queda suprimido - a efectos de una iniciación del proceso de frenado automático - el lapso de tiempo dentro del cual, y después del derrumbamiento de la señal, el valor de la misma se incrementa otra vez al valor correcto.

El valor límite de la velocidad puede ser elegida de tal manera, que sean posibles una inequívoca identificación de una señal de error o una diferenciación con respecto a un movimiento de retroceso real del pedal de freno. También para el supuesto de que el valor límite de la velocidad se encuentre dentro de la gama de valores de velocidad, la cual ha de ser alcanzada por el pedal de freno, un bloqueo de la generación automática de la presión de frenado no conduce a ningún resultado indeseable, habida cuenta de que tampoco un movimiento de retroceso real no permite esperar - por lo menos dentro del siguiente tiempo de mantenimiento que, por regla general, es elegido de una forma más reducida - ninguna iniciación del proceso de frenado automático.

Según una preferida ampliación de la forma de realización del procedimiento de la presente invención es así, que también la deceleración del pedal de freno es evaluada con respecto a haber sido sobrepasado un respectivo valor límite de deceleración. Al reducirse la velocidad del pedal - dentro de un determinado lapso de tiempo - por un valor que es mayor que el valor, que por el valor límite es establecido como admisible, resulta que el valor del sensor se encuentra por fuera de una gama de valores admisibles, y para un lapso de tiempo, previamente determinado o calculado en función de unas magnitudes actuales, queda impedida entonces la aportación automática de la presión de frenado.

Unas convenientes formas para la realización de la presente invención y las demás ventajas de la misma pueden ser apreciadas en las restantes reivindicaciones de la patente; en la descripción de la Figura única; así como en el plano adjunto, que muestra un diagrama de flujo para llevar a efecto un proceso de frenado automático.

El diagrama de flujo, indicado en la Figura única, representa un procedimiento para la detección de unos valores erróneos de un sensor o de unas desviaciones en los valores de un sensor de un sistema de freno en un vehículo automóvil, las cuales son debidas a la clase de construcción del sensor; sistema de freno éste que puede ser activado a través de un pedal de freno, que ha de ser accionado de forma convencional, y el mismo comprende, además, un sistema para la generación automática de la presión de frenado en unas situaciones de emergencia (el llamado asistente de freno), el cual produce en especial una presión de frenado, que es mayor que la presión de frenado correspondiente a la posición del pedal de freno. Por medio de los sensores del sistema de freno pueden ser detectadas las reacciones del conductor, ante todo la posición o la velocidad del pedal de freno, y/o unos acontecimientos externos, que se producen por fuera del vehículo; y estas variables del estado sirven como base para la decisión si una conexión del asistente de freno es necesaria o no; en este caso, este asistente es, por regla general, solamente conectado en unas situaciones, en las cuales sea necesaria una mayor fuerza de frenado que la fuerza de frenado que corresponde a la actual posición del pedal de freno, la cual es producida por el conductor. Como un criterio para la actuación de este asistente de freno pueden ser tenidos en consideración la velocidad del pedal de freno, pero también una reducción en la posición del acelerador; la velocidad en el cambio del pie del conductor desde el acelerador hacia el pedal de freno; o bien unos acontecimientos que se producen por fuera del vehículo como, por ejemplo, la distancia con respecto a otros vehículos así como las velocidades relativas; en este caso, el esquema de flujo aquí indicado también puede estar integrado en un sistema para la regulación de las distancias y velocidades. Conforme a este diagrama de flujo, en primer lugar es comprobado, dentro de una fase 1 del procedimiento, si la posición del pedal de freno s_{BP} se reduce en comparación con un ciclo efectuado con anterioridad. Si este es el caso se pasa - conforme a la bifurcación de sí - a la fase 2 del procedimiento. En el caso contrario, queda activada la fase 3 del procedimiento, correspondiente a la bifurcación de no. Dado el caso, puede ser conveniente tener en consideración - en las fases 1 y 2, respectivamente, del procedimiento - de forma adicional la posición de un interruptor de luces de pare así como la posición de un interruptor desconectador, que tiene la función de desconectar el asistente de freno automático tan pronto que el pedal de freno recorra, desde una posición de accionamiento del freno, un camino de desconexión en dirección hacia la posición de partida del pedal. Sobre todo a través de la posición del interruptor desconectador puede ser detectado, si tiene lugar un proceso de frenado, que ha sido iniciado por el conductor. En este supuesto, y con unas repeticiones cíclicas es activada - según la fase 1 del procedimiento - la consulta si la posición del pedal de freno s_{BP} ocupa un valor más pequeño en comparación con un ciclo precedente, es decir, si el pedal de freno está soltado. Por tener en consideración la posición del interruptor desconectador y/o, dado el caso, la posición del interruptor de luces de pare, pueden ser detectados el comienzo y el final de un proceso de frenado, que tiene lugar actualmente.

En la medida en la que, dentro de la fase 1 del procedimiento y durante un proceso actual de frenado, haya sido detectada una posición del pedal de freno s_{BP}, la cual se reduce, se bifurca hacia la fase 2 del procedimiento, la que representa una función de mantenimiento, que está delimitada a la duración del actual proceso de frenado. Según la fase 2 del procedimiento, con unas repeticiones cíclicas es activada la consulta si esta finalizado el proceso de frenado, que tiene lugar actualmente. Una vez finalizado el proceso de frenado, y correspondiente a la bifurcación de si, se retorna a la fase 1 del procedimiento, y el desarrollo del procedimiento comienza de nuevo.

Si dentro de la fase 1 del procedimiento ha sido detectado que la posición del pedal de freno no se ha reducido, sino que la misma sigue a la función de un crecimiento monótono y ocupa, en comparación con el ciclo precedente, el mismo valor elevado o bien un valor más elevado, se procede - conforme a la bifurcación de no - hacia la fase 3 del procedimiento. La función de un crecimiento monótono, la que ha sido detectada dentro de la fase 1 del procedimiento, significa que o el pedal de freno no está siendo accionado (s_{BP} = 0) o que el vehículo se encuentra dentro de un proceso de frenado con una posición del pedal de freno, la cual es invariada o se incrementa. En este estado, la activación del asistente de freno puede ser efectuada, como principio, en cualquier momento, siempre que no existan unas razones de otro tipo, las cuales sean contrarias a una activación.

Dentro de la fase 3 del procedimiento, es consultado si la velocidad del pedal de freno v_{BP} se queda por debajo de un valor límite v_{Limit}. Al ser este el caso, se continua, de forma correspondiente a la bifurcación de si, con la fase 4 del procedimiento, según la cual la activación del asistente de freno es suspendida para un tiempo de mantenimiento t_{Mant}. Después de transcurrir la duración de t_{mant}, se retorna a la fase 1 del procedimiento, y se pasa de nuevo por el desarrollo del esquema; a este efecto, es iniciada otra vez una comprobación si existen unas razones en contra de una conexión del asistente de freno.

La comprobación de la velocidad del pedal de freno v_{Bp} con vistas a no ser alcanzada una velocidad límite previamente determinada, tiene la finalidad de averiguar si existe - al nivel de una señal del sensor, la cual representa la velocidad del pedal v_{BP} - un derrumbamiento de esta señal. La causa de un tal derrumbamiento de señal puede existir tanto en un movimiento de retroceso real del pedal de freno como asimismo en un comportamiento del sensor, el cual sea debido al tipo de construcción de este como, por ejemplo, una resistencia transitoria que se presenta de repente en el potenciómetro de resistencias de un sensor del recorrido de membrana, que mide la posición del pedal de freno. En ambos casos y siempre que este derrumbamiento de la señal haya adquirido una magnitud tal, que no sea alcanzada la velocidad límite v_{Limit}, se espera - dentro de la fase 4 del procedimiento y correspondiente a la bifurcación de sí de la fase 3 del procedimiento - que transcurra el tiempo de mantenimiento t_{Mant}, antes de ser emprendidas otras acciones. Sobre todo en el caso de un derrumbamiento de la señal, como consecuencia de un problema con el sensor, se impide con ello que el rápido crecimiento de la señal, el cual tiene lugar después de un derrumbamiento de una señal, pueda conducir a una conexión errónea del asistente de freno. Una vez transcurrido el tiempo de mantenimiento t_{Mant} - que, por regla general, está determinado en el orden de 120 milisegundos, aproximadamente - la recuperación de la señal ya está concluida al tratarse de un derrumbamiento de la señal, el cual es debido a un error del sensor.

Por medio de la velocidad limite v_{Limit} de la fase 3 del procedimiento, puede ser llevada a efecto una diferenciación entre una velocidad efectiva y positiva del pedal de freno - que conduce a la iniciación del asistente de freno - y una señal errónea, que es atribuida a un sensor. Normalmente, el asistente de freno es conectado al sobrepasar la efectiva velocidad del pedal de freno v_{Bp} un valor de referencia positivo, es decir, al incrementar la posición del pedal de freno con una velocidad que corresponde, como mínimo, al valor de referencia. La velocidad límite v_{Limit}, que sirve como base de la consulta en la fase 3, adquiere, sin embargo, un valor negativo con el objeto de asegurar que la velocidad del retroceso del pedal sea medida y evaluada, y la misma se distingue, en este sentido, de la velocidad de referencia positiva. Para la velocidad límite y para la velocidad de referencia son establecidas unas distintas gamas, que no interfieren entre si.

Al ser comprobado - dentro de la fase 3 del procedimiento - que el valor del sensor de la velocidad del pedal v_{Bp} no se queda por debajo de la asignada velocidad límite v_{Limit}, se continua, de forma correspondiente a la bifurcación de no, con la fase 5 del procedimiento, dentro de la cual es efectuada una comprobación en el plano de la aceleración.

En la fase 3 del procedimiento es comprobado si un valor de señal - que representa la deceleración del pedal de freno a_{Bp} - excede de un valor límite de deceleración a_{dec}, previamente determinado.

Por medio de esta comprobación, se pretende detectar unos derrumbamientos de señal, que sean debidos al sensor y que tengan una muy corta duración y que, además, puedan ser atribuidos a un punto de perturbación. Una comprobación al nivel de aceleración y de deceleración puede ser necesaria con el fin de registrar unas perturbaciones leves y cortas que, no obstante, están capacitadas para conectar el asistente de freno. A causa de su corta duración y de las reducidas amplitudes, este tipo de perturbaciones no puede ser detectado con la necesaria fiabilidad dentro del plano de la posición o de la velocidad. Al ser comprobado - en la fase 5 del procedimiento - que el valor de la señal de la deceleración del pedal de freno a_{BP} sobrepasa el correspondiente valor límite a_{dec}, puede existir una perturbación de la señal, y se continua - de forma correspondiente a la bifurcación de si - con la fase 6 del procedimiento, dentro de la cual, y antes de retornar a la fase 1 del procedimiento, se espera que transcurra un tiempo de mantenimiento t_{mant}, que es previamente determinado o bien es calculado en función de unas magnitudes actuales, de tal modo que, en la duración del tiempo de mantenimiento t_{mant} quede bloqueada la conexión del asistente de freno.

El criterio de la deceleración responde en prácticamente cada proceso de frenado, siempre que cerca del final del accionamiento del pedal de freno se reduzca la velocidad del pedal. Dentro de esta fase, sin embargo, la conexión del asistente de freno normalmente no ha de ser esperada, de tal manera que el bloqueo temporal del asistente de freno - según la bifurcación desde la fase 5 hasta la fase 6 del procedimiento - quede sin unas repercusiones negativas.

Para el caso de que el valor del sensor de la deceleración del pedal de freno a_{BP} no sobrepase el asignado valor límite a_{dec}, se continua - conforme a la bifurcación de no de la fase 5 del procedimiento - con la fase 7 del procedimiento, en la cual son consultados los criterios para una conexión del asistente de freno. Como tales criterios pueden ser tenidos en consideración tanto las variables de estado dentro del vehículo como, por ejemplo, la velocidad positiva del pedal de freno, como también unas variables de estado o magnitudes por fuera del vehículo, por ejemplo, la distancia con respecto a los vehículos que circulan por delante y las velocidades relativas. Al ser cumplidos los criterios correspondientes, se pasa - conforme a la bifurcación de si - a la fase 8 del procedimiento, según la cual es conectado el asistente de freno y se lleva a efecto un proceso de frenado automático, con una presión de frenado que es más elevada que la presión de frenado correspondiente a la posición del pedal de freno. En el caso contrario, y de forma correspondiente a la bifurcación de no, se retorna a la fase 1 del procedimiento.

Dado el caso, puede ser conveniente aplicar el procedimiento aquí representado durante un proceso de frenado automático, que ya ha sido iniciado, e interrumpir la generación de la presión de frenado para el caso de que una de las variables de estado - que son sometidas a la evaluación - se encuentre por fuera de la gama de las tolerancias admisibles.

Claims (11)

1. Procedimiento para la realización de un proceso de frenado automático en un vehículo automóvil; a este efecto, por medio de un sensor es registrada una variable de estado para la descripción de las reacciones del conductor y/o de los acontecimientos por fuera del vehículo; esta magnitud variable es comparada con un valor de referencia y, al ser sobrepasado el valor de referencia, es producida, de manera automática, una presión de frenado que es mayor que la presión de frenado correspondiente a la posición del pedal de freno; procedimiento éste que está caracterizado porque la generación automática de la presión de frenado es suspendida durante un determinado tiempo de espera o de mantenimiento tan pronto que la variable de estado (s_{Bp}, v_{Bp}, a_{Bp}), que es detectada mediante el sensor, se encuentre por fuera de una gama de las tolerancias admisibles.

2. Procedimiento conforme a la reivindicación 1) y caracterizado porque como variable de estado es tenida en consideración una magnitud (s_{BP}, v_{Bp}, a_{Bp}), que describe o representa el estado del pedal de freno.

3. Procedimiento conforme a la reivindicación 2) y caracterizado porque como variable de estado es tenida en consideración la variación en la posición del pedal de freno (v_{Bp}).

4. Procedimiento conforme a la reivindicación 3) y caracterizado porque la automática generación de la presión de frenado queda suspendida para el caso de que la variación en la posición del pedal de freno (v_{Bp}) se quede por debajo de un correspondiente valor límite (v_{Limit})

5. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 2) hasta 4) y caracterizado porque como variable de estado es tenida en consideración la variación en la velocidad del pedal de freno (a_{BP}).

6. Procedimiento conforme a la reivindicación 5) y caracterizado porque la automática generación de la presión de frenado queda suspendida para el caso de que la variación en la velocidad del pedal de freno (a_{Bp}) sobrepase un correspondiente valor limite (a_{dec}).

7. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 2) hasta 6) y caracterizado porque la automática generación de la presión de frenado queda suspendida - para la duración de un proceso de frenado, que esta en curso - al retroceder la posición del pedal de freno (s_{Bp}).

8. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 7) y caracterizado porque el tiempo de mantenimiento ó de espera (t_{mant}) - durante el cual queda impedida la conexión automática de la presión de frenado - esta limitado a un lapso de tiempo, que es constante.

9. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 8) y caracterizado porque una conexión de la generación automática de la presión de frenado tan sólo es posible después de que haya sido desactivado un interruptor de luces de pare dentro del vehículo.

10. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 9) y caracterizado porque una conexión de la generación automática de la presión de frenado tan sólo es posible después de que haya sido desactivado un interruptor desconectador para la detección de un accionamiento del pedal de freno.

11. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 10) y caracterizado porque el proceso de frenado automático es retomado una vez transcurrido el tiempo de mantenimiento o de espera (t_{mant}).