ES2253450T3 - Instalacion de frenado hidraulico para vehiculo que comprende un simulador activo. - Google Patents

Abstract

Instalación de frenado hidráulico para vehículo, que comprende, para accionar frenos de ruedas: - un sistema de frenado de servicio (A) alimentado de líquido a presión por una central hidráulica (3) de energía exterior; - un sistema de frenado de emergencia (B) de energía muscular; - un órgano de mando manual (D, 16) cuyo avance acciona el sistema de frenado de servicio o, en caso de fallo de este último, el frenado de emergencia; - un cilindro principal (17) con, al menos, un pistón primario (18) cuyo desplazamiento está asegurado por el órgano de mando manual; - al menos una válvula de seguridad (26, 28) que permite, ya sea aislar el cilindro principal (17) de los frenos de ruedas (2a, 2b) cuando el frenado de servicio funciona normalmente, o bien, en caso de fallo del frenado de servicio, unir el cilindro principal, al menos, a un freno de rueda; - un simulador de sensación (M) para oponer al avance del órgano de mando manual (D, 16) una reacción que refleja el desarrollo del frenado, comprendiendo este simulador un cilindro (30) dentro del cual desliza un pistón de simulador (31) sometido en un sentido a una presión de líquido que proviene del cilindro principal (17) y, en el sentido opuesto, a una fuerza antagonista dependiente del recorrido del órgano de mando manual; - electroválvulas de admisión de líquido a presión (9a- 9d) y electroválvulas de escape (14a-14d) unidas a los frenos de las ruedas; - captadores (8, 13a-13d), 24, 29) para detectar diferentes parámetros del frenado, especialmente, el recorrido del órgano de mando manual, y presiones en diferentes puntos de la instalación; - y un calculador (C), unido a los diversos captadores, apropiado para mandar las electroválvulas de manera que se aseguran las presiones deseadas en los frenos de las ruedas.

Description

Instalación de frenado hidráulico para vehículo que comprende un simulador activo.

La invención se refiere a una instalación de frenado hidráulico para vehículo, del tipo de las que comprenden, para accionar frenos de ruedas:

- un sistema de frenado de servicio alimentado de líquido a presión por una central hidráulica de energía exterior;

- un sistema de frenado de emergencia de energía muscular;

- un órgano de mando manual cuyo avance acciona el sistema de frenado de servicio o, en caso de fallo de este último, el frenado de emergencia;

- un cilindro principal con, al menos, un pistón primario cuyo desplazamiento está asegurado por el órgano de mando manual;

- al menos una válvula de seguridad que permite, ya sea aislar el cilindro principal de los frenos de las ruedas cuando el frenado de servicio funciona normalmente, o bien, en caso de fallo del frenado de servicio, unir el cilindro principal, al menos, a un freno de rueda;

- un simulador de sensación para oponer al avance del órgano de mando manual una reacción que refleja el desarrollo del frenado, comprendiendo este simulador un cilindro dentro del cual desliza un pistón del simulador sometido en un sentido a una presión de líquido proveniente del cilindro principal y, en el sentido opuesto, a una fuerza antagonista dependiente del recorrido del órgano de mando manual;

- electroválvulas de admisión de líquido a presión y electroválvulas de escape unidas a los frenos de las ruedas;

- captadores para detectar diferentes parámetros del frenado, especialmente, el recorrido del órgano de mando manual, y presiones en diferentes puntos de la instalación;

- y un calculador, unido a los diversos captadores, apropiado para mandar las electroválvulas de manera que se aseguren las presiones deseadas en los frenos de las ruedas, resultando la fuerza antagonista en el simulador, de la acción, sobre una superficie del pistón del simulador, de una presión modulada establecida a partir de la presión de líquido facilitada por la central hidráulica.

Una instalación de frenado de este tipo es conocida, por ejemplo, por el documento DE 41 02 497 C.

En una instalación de este tipo, durante un funcionamiento normal en modo de frenado de servicio, el cilindro principal está asilado y el líquido contenido en el cilindro principal no puede fluir hacia los frenos de las ruedas. El órgano de mando manual, por ejemplo, pedal de freno o palanca de freno de mano, conserva un recorrido normal de accionamiento, dependiente de la fuerza ejercida, gracias al simulador de sensación que comprende un cilindro unido al cilindro principal para permitir transferencias de líquido.

Las instalaciones conocidas funcionan satisfactoriamente y permiten crear una ley de variación de la fuerza que hay que ejercer sobre el órgano de mando manual, en función del recorrido, que proporciona al usuario una sensación semejante a la que se obtendría si la presión en los frenos de las ruedas resultara directamente de la presión proveniente del cilindro principal y del esfuerzo muscular sobre el pedal de freno.

Sin embargo, en estas instalaciones conocidas, la ley de variación de la fuerza que hay que ejercer sobre el órgano de mando manual es relativamente fija y no puede modificarse de manera simple y rápida.

Ahora bien, por razones diversas, especialmente según el tipo de vehículo, es deseable poder modificar de manera tan simple y rápida como sea posible esta ley de variación.

Además, es deseable que el simulador consuma la menor cantidad de líquido posible para que el frenado de emergencia realizado con la ayuda del cilindro principal se mantenga lo más eficaz posible.

La invención tiene por objeto, sobre todo, facilitar una instalación de frenado que responda mejor que hasta ahora a las diversas exigencias anteriormente citadas y que, especialmente, permita modificar de modo rápido y fácil la ley de variación de la fuerza sobre el órgano de mando manual en función del recorrido.

Además, es deseable que la solución propuesta sea de una realización simple y particularmente fiable.

De acuerdo con la invención, una instalación de frenado hidráulico para vehículo, del tipo definido anteriormente, está caracterizada por el hecho de que la presión modulada es mandada por el calculador según una ley determinada, modificable a voluntad, en función del recorrido del pedal, y por el hecho de que la fuerza antagonista, en el simulador, es la resultante de una fuerza elástica que actúa sobre el pistón del simulador en sentido opuesto a la presión de líquido que proviene del cilindro principal y de una fuerza variable opuesta a la fuerza elástica, siendo producida esta fuerza variable por la presión modulada que actúa sobre una superficie del pistón del simulador.

Así, es posible programar, en el calculador, cualquier ley de variación deseada para la fuerza sobre el órgano de mando manual en función del recorrido, sin tener que modificar de otro modo la instalación.

Preferentemente, la superficie del pistón del simulador sometida a la presión modulada delimita una cámara de volumen variable unida en paralelo a una electroválvula de admisión de líquido a presión facilitado por la central hidráulica, y a una electroválvula de escape unida al tanque, siendo mandadas la apertura y el cierre de estas electroválvulas por el calculador para que la presión en la cámara del simulador siga la ley deseada.

Las electroválvulas unidas a la cámara del simulador son, preferentemente, de tipo "todo o nada". La caída de presión entre la entrada y la salida de las electroválvulas puede ser lineal en función de la intensidad de la corriente de mando.

Ventajosamente, la fuerza antagonista, en el simulador, es la resultante de una fuerza elástica que actúa sobre el pistón del simulador en sentido opuesto a la presión de líquido que proviene del cilindro principal y de una fuerza variable opuesta a la fuerza elástica, siendo producida esta fuerza variable por la presión modulada que actúa sobre una superficie del pistón del simulador.

La fuerza elástica puede ser producida por, al menos, un medio de solicitación elástico. Este medio de solicitación elástico comprende, ventajosamente, un muelle neumático.

El cilindro del simulador puede comprender dos ánimas coaxiales de diámetros diferentes, que comunican, y un pistón escalonado que comprende una parte de diámetro pequeño que desliza de manera estanca dentro del ánima de diámetro pequeño, y una parte de mayor diámetro que desliza de manera estanca dentro del ánima de diámetro grande, comprendiendo el fondo del ánima de diámetro pequeño un orificio unido al cilindro principal de modo que la presión de líquido del cilindro principal es aplicada a la sección pequeña del pistón escalonado, mientras que entre la pared de transición del ánima y la sección grande del pistón escalonado está formada una cámara anular, estando unida esta cámara anular en paralelo a las electroválvulas, respectivamente, de admisión y de escape.

El fondo del cilindro del simulador que cierra el ánima de sección grande en el lado opuesto al ánima de sección pequeña puede comprender una abertura para el paso de un vástago que se apoya contra la sección grande del pistón escalonado y que ejerce sobre este pistón la fuerza elástica. Este vástago puede ser solidario de un pistón neumático que desliza dentro de un cilindro neumático a su vez solidario del cilindro del simulador, estando unido este cilindro neumático a una fuente de presión neumática exterior, prevista, en particular, para una suspensión.

Una válvula antirretorno puede estar dispuesta en una canalización de aire a presión unida al cilindro neumático, permitiendo esta válvula la entrada de aire a presión en el cilindro y oponiéndose a su salida.

Un muelle neumático de compresión puede estar dispuesto dentro del cilindro neumático para actuar sobre el pistón neumático en el mismo sentido que la presión de aire.

La invención, aparte de las disposiciones que más adelante se tratarán, consiste en un cierto número de otras especificaciones, de las cuales se tratará más adelante a propósito de un ejemplo de realización descrito en detalle refiriéndose a los dibujos anejos, pero que no es en modo alguno limitativo.

En estos dibujos:

La Fig. 1 es un esquema de una instalación de frenado hidráulico de acuerdo con la invención;

La Fig. 2 es un esquema simplificado, a escala mayor, del simulador y del cilindro principal;

La Fig. 3 ilustra un ejemplo de ley de variación de la fuerza sobre el órgano de mando manual en función del recorrido, y de la presión modulada;

La Fig. 4, finalmente, ilustra la variación de la presión neumática en el cilindro neumático, en función del recorrido del pistón.

Refiriéndose a la Fig. 1, puede verse una instalación 1 de frenado hidráulico para vehículo automóvil para accionar frenos de ruedas 2a, 2b para las ruedas delanteras y 2c, 2d para las ruedas traseras. Cada freno de rueda comprende, de manera clásica, un cilindro dentro del cual puede ser desplazado un pistón, por líquido a presión, a fin de aplicar una zapata de freno contra un elemento, disco o tambor, unido en rotación a la rueda que hay que frenar.

La instalación 1 comprende un sistema de frenado de servicio A alimentado de líquido a presión por una central hidráulica 3 de energía exterior, y un sistema de frenado de emergencia B de energía muscular.

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La central hidráulica 3 comprende una bomba 4 accionada por un motor 5, por ejemplo un motor eléctrico. La bomba 4 facilita líquido a presión a una línea de alimentación principal 6 en la cual está montado un acumulador oleoneumático 7. Un captador de presión 8, que facilita a la salida una magnitud eléctrica que representa el valor de la presión en la línea 6, está conectado igualmente a esta línea. La aspiración de la bomba 4 está unida a un depósito 9 de líquido sin presión, o tanque.

La línea 6 de líquido a presión está unida en paralelo por electroválvulas 9a, 9b, 9c, 9d a los frenos de ruedas respectivos 2a-2d. Estas electroválvulas están en dos posiciones, respectivamente, abierta o cerrada, y son gobernadas por un calculador programable, o microcontrolador C. Para evitar sobrecargar el dibujo, las conexiones eléctricas entre las bobinas de mando de las electroválvulas y el calculador C están representadas solamente por un principio de línea.

En posición de reposo, las válvulas 9a-9d están cerradas, como está ilustrado en la Fig. 1. La salida de una válvula 9a, 9b está unida a un freno de rueda delantera 2a, 2b por intermedio de un separador hidráulico, respectivamente, 10a, 10b. Las válvulas 9c, 9d tienen su salida unida directamente a los frenos de ruedas traseras 2c, 2d. Una válvula 11 de equilibrado de presión está conectada entre las salidas de las válvulas 9a, 9b. Otra válvula 12 de equilibrado de presión está conectada entre las salidas de las válvulas 9c, 9d.

Un captador de presión 13a, 13b, 13c, 13d está conectado a cada línea de alimentación de los frenos 2a-2d para facilitar en salida una magnitud eléctrica representativa de la presión aplicada. Las salidas de estos captadores 13a-13d están unidas al calculador C por líneas no representadas. La salida del captador 8 está unida también a C.

Electroválvulas de escape 14a, 14b, 14c, 14d están conectadas en paralelo con las electroválvulas de admisión 9a-9d en las líneas unidas a las entradas de los frenos de las ruedas. Estas válvulas 14a-14d están en dos posiciones, respectivamente, abierta o cerrada, y están unidas a una línea 15 que asegura el retorno del líquido al tanque 9. En reposo, las válvulas 14a-14d están en posición abierta como está ilustrado en la Fig. 1.

Las válvulas de escape 14a-14d son gobernadas, igualmente, por el calculador C que comprende salidas unidas a cada bobina de mando de las válvulas 14a-14d.

La instalación comprende un órgano de mando manual D constituido, generalmente, por un pedal de freno 16, y un cilindro principal 17 dentro del cual pueden deslizar un pistón primario 18 y un pistón secundario 19, de igual sección S1. El pedal 16 está unido al pistón 18 por un vástago 20 articulado al pedal. Se designa por "avance" un desplazamiento del pedal 16 hacia el cilindro principal 17, lo que implica un desplazamiento del pistón 18 hacia el pistón secundario 19 y hacia el fondo del cilindro 17 opuesto.

Entre el pistón 18 y el pistón 19 está formada una cámara primaria 21 llena de líquido. Un muelle 21a está dispuesto dentro de esta cámara entre los dos pistones. Entre el pistón 19 y el fondo del cilindro principal 17 alejado del pistón 18 está formada una cámara secundaria 22, llena, igualmente, de líquido. Un muelle 22a está dispuesto dentro de la cámara 22.

Un contacto eléctrico 23 sensible al avance del pedal 16 está previsto de manera clásica para mandar las luces de "stop". Un borne de este contacto 23 está unido a un borne del calculador C que acciona el sistema de frenado de servicio A en respuesta al avance del pedal 16. Un captador 24 del recorrido del pedal 16 está previsto además para enviar una señal eléctrica representativa a otro borne de entrada del calculador C. El captador 24 puede facilitar, por ejemplo, una información sobre la amplitud del desplazamiento del pedal 16, así como sobre su velocidad de desplazamiento.

Las dos cámaras 21, 22 del cilindro principal están unidas al depósito 9 por intermedio de una válvula antirretorno (no representada) que permite la alimentación de las cámaras 21, 22 y que impide un reflujo.

La cámara primaria 21 está unida, por una canalización 25 provista de una electroválvula 26 de seguridad, o de parada, al freno de rueda 2b. La electroválvula 26 es mandada por el calculador C. Ésta es del tipo de dos posiciones, abierta o cerrada; se encuentra en posición abierta cuando la instalación está en reposo.

La cámara 22 está unida por una línea 27 y una electroválvula 28 al freno de rueda 2a. Un captador de presión 29 está conectado a la línea 27 entre el cilindro principal 17 y la electroválvula 28. El captador 29 facilita en la salida una señal eléctrica que es enviada por una conexión, no representada, a una entrada del calculador C.

La instalación de frenado 1 comprende, además, un simulador M de accionamiento del freno para oponer al avance del pedal de freno 16 una reacción que refleja el desarrollo del frenado.

El simulador M comprende un cilindro 30 (véanse las Figs. 1 y 2) dentro del cual desliza un pistón 31 del simulador.

El cilindro 30 comprende dos ánimas coaxiales 30a, 30b, de diámetros diferentes, que comunican entre sí. El ánima 30a, de menor diámetro, está limitada en el lado opuesto al ánima 30b por una pared 30c, en la cual está previsto un orificio central 32. Este orificio 32 está unido, por una canalización 33, a una de las cámaras del cilindro principal 17, la cámara secundaria 22 en el ejemplo representado.

El pistón 31 es un pistón escalonado que comprende una parte 31a de diámetro pequeño, de sección S2, que desliza de manera estanca dentro del ánima 30a, y una parte de mayor diámetro 31b que desliza de manera estanca dentro del ánima 30b. La parte 31b está bordeada por un faldón cilíndrico cuya concavidad está vuelta hacia el lado opuesto al ánima 30a.

Una cámara anular 34, de sección S3, está formada entre la parte 31b y la pared de transición 30d entre las ánimas 30a y 30b. Esta cámara anular 34 rodea la parte 31a, y su volumen varía según la presión del pistón 31 según el eje del cilindro 30. Un orificio 35 está previsto en la pared del cilindro 30 para desembocar, en el ánima 30b, en la proximidad de la pared 30d que forma el fondo de la cámara 34.

El orificio 35 está unido en paralelo (véase la Fig. 1) a una electroválvula 36 de admisión de líquido a presión y a una electroválvula 37 de escape. Las electroválvulas 36, 37 son de tipo "todo o nada", con dos posiciones, respectivamente, abierta y cerrada. Preferentemente, la caída de presión entre la entrada y la salida de las válvulas 36, 37 varía linealmente en función de la intensidad de la corriente de mando de estas válvulas. Las bobinas de mando de las válvulas 36, 37 están unidas por líneas eléctricas 38 y 39 a dos bornes del calculador C. La válvula 36 tiene su entrada unida al conducto 6 de alimentación de líquido a presión que proviene de la central hidráulica 3. La válvula 37 tiene su salida unida al conducto 15 de retorno del líquido al depósito 9.

El calculador C manda las válvulas 36 y 37 en función del recorrido del pedal 16 para establecer una presión de mando modulada Pehb que es aplicada en la cámara anular 34 y que se ejerce sobre la superficie anular S3 del pistón 31.

El fondo 30e, que cierra el ánima 30b en el lado opuesto al ánima 30a, comprende una abertura 40 para el paso de un vástago 41, coaxial con el cilindro 30, que se apoya contra el pistón 31. El vástago 41 es solidario de un pistón neumático 42 (es decir, de un pistón sometido a una presión de gas) dispuesto dentro de un cilindro 43 coaxial con el cilindro 30 y fijado a este último. El diámetro del pistón 42 es, generalmente, superior al diámetro de la parte 31b del pistón 31. Estos diámetros están determinados para obtener los esfuerzos deseados habida cuenta de las presiones puestas en juego. El vástago 41 atraviesa el fondo del cilindro 43.

La cámara 44 del cilindro 43 situada en el lado del vástago 41 está puesta a la atmósfera por, al menos, un orificio, no visible en los dibujos. Asimismo, la cámara 45 del ánima 30b, que recibe el vástago 41, está unida a la atmósfera por, al menos, un orificio, no visible en los dibujos.

El pistón 42, en el lado opuesto al vástago 41, tiene una sección S4 y delimita en el cilindro 43 una cámara 46 de igual sección S4. Esta cámara 46 está unida por un orificio 47, previsto en la pared de fondo alejada del cilindro 30, a una canalización 48 unida a su vez a una fuente de presión neumática exterior 49. La fuente 49 puede ser, en particular, una fuente de aire comprimido para una suspensión neumática. A título de ejemplo no limitativo, la presión de aire comprimido facilitada por la canalización 48 es del orden de 10 bares.

Una válvula antirretorno 50 está dispuesta en la canalización 48, en la proximidad del orificio 47, de manera que permite la entrada de aire a presión en la cámara 46 desde la canalización 48, e impide un flujo de aire en sentido inverso.

Un muelle de compresión 51 está dispuesto dentro de la cámara 46 entre el pistón 42 y el fondo de la cámara para actuar en el mismo sentido que la presión de aire. Este muelle 51 solo ejerce un esfuerzo de solicitación del pistón 42 despreciable frente a las fuerzas puestas en juego por las presiones.

El pistón 31 del simulador es, así, sometido, en un sentido, a la presión de líquido que proviene del cilindro principal 17 y que se ejerce sobre la sección pequeña 31a y, en el sentido opuesto, a una fuerza antagonista que depende del recorrido del pedal 16. Esta fuerza antagonista es igual a la diferencia entre la fuerza elástica ejercida por el pistón 42 y transmitida por el vástago 41, y la fuerza variable producida por la presión modulada Pehb sobre la superficie S3 del pistón escalonado 31.

El simulador M interviene cuando el sistema de frenado de servicio funciona normalmente. En este caso, las válvulas 28 y 26 están cerradas de modo que el líquido de la cámara 21 está aprisionado en un volumen constante; la presión que reina en esta cámara 21 es la misma que la que reina en la cámara 22 unida a la canalización 33.

La Fig. 2 es un esquema simplificado que permite establecer las relaciones entre las diferentes magnitudes. Los diferentes parámetros son designados como sigue:

Fvástago

= fuerza ejercida por el pedal 16 sobre el vástago 20

Pmc

= presión en el cilindro principal 17

S1

= sección del cilindro principal 17

Xt

= desplazamiento del vástago 20 y del pistón 18

S2

= sección de la parte 31a

Xsimu

= desplazamiento del pistón 31

S3

= sección de la cámara anular 34

Pehb

= presión modulada admitida en el orificio 35

S4

= sección del pistón 42, en el lado de la cámara 46

P0

= presión inicial en la cámara 46

V0

= volumen inicial de la cámara 46

h0

= longitud axial inicial de la cámara 46.

En ausencia de fugas de líquido:

S1.Xt = S2.Xsimu,

\hskip0,5cm

de donde

\hskip0,5cm

Xt = (S2/S1). Xsimu

Así, el funcionamiento de la instalación es el siguiente.

En la etapa de reposo, es decir, cuando el pedal 16 no está accionado, los diferentes elementos de la instalación ocupan las posiciones representadas en la Fig. 1.

En cuanto el pedal 16 es accionado, el contacto 23 envía al calculador C una información de comienzo de frenado. El calculador C manda el cierre de las válvulas 26 y 28 de manera que aísla el cilindro principal 17 de los frenos 2a, 2b de las ruedas delanteras. El calculador C manda, además, las electroválvulas 9a-9d y 14a-14d con el fin de establecer en los frenos de ruedas 2a-2d una presión que depende del recorrido del pedal 16, especialmente, de su posición y de su velocidad de desplazamiento. Otros factores, por ejemplo, detección de un bloqueo de las ruedas, pueden ser tenidos en cuenta por el calculador C para actuar sobre la presión de los frenos.

El calculador C manda, además, las válvulas 36, 37 de manera que se establece en la entrada 35 una presión de mando modulada Pehb que varía según una ley determinada en función del recorrido del pedal.

En la Fig. 3, la curva L1 representa un ejemplo de ley de variación de la presión Pehb, cuyos valores son llevados en ordenadas según la escala graduada en bares situada a la derecha, en función del recorrido del pedal llevado en abscisas y expresado en milímetros.

El pistón 42, cuando éste se desplaza en el sentido que asegura un aumento del volumen de la cámara 46, es sometido a una presión de aire igual a la facilitada por la canalización 48. Por el contrario, cuando el pistón 42 se desplaza en el sentido que reduce el volumen de la cámara 46, la válvula 50 se cierra, y el volumen de gas aprisionado en la cámara 46 sufre una compresión, considerada, generalmente, como adiabática, de modo que la presión de aire en la cámara 46 aumenta.

La fuerza creada por la presión Pehb sobre la sección S3 del pistón 31 se sustrae de la fuerza ejercida por el pistón 42. La presión Pmc del cilindro principal, aplicada a la sección S2 de la parte 31a, equilibra esta diferencia. Esta presión Pmc aplicada al pistón 18 del cilindro principal crea la reacción que se opone al avance del pedal 16.

Designando por Px la presión en la cámara 46, para una longitud axial (h0 – Xt) de esta cámara, puede escribirse:

Fvástago = Pmc.S2 = (Px. S4) – (Pehb.S3)

Las diferentes magnitudes pueden deducirse a partir de la relación entre la presión Px y el volumen de la masa de aire aprisionado en la cámara 46.

La variación de la fuerza Ft que hay que ejercer sobre el vástago 20 en función del recorrido de este vástago está representada en la Fig. 3 por la curva G1, siendo llevados los valores de la fuerza Ft en ordenadas según la escala graduada en newtons situada a la izquierda.

La ley de mando L1 de la presión Pehb puede modificarse a voluntad programando el calculador C. Esto permite modificar a voluntad la curva G1, sin tener que modificar el material.

Al principio del recorrido del pedal 16, se desea que la fuerza que hay que ejercer sobre el vástago 20 no sea demasiado elevada de modo que la presión Pehb para los recorridos pequeños sea relativamente grande a fin de relajar el esfuerzo sobre el pedal 16.

Cuanto más se hunde el pedal 16, más líquido es enviado de la cámara 22 al ánima 30a. El pistón 31 se desplaza hacia el cilindro 43 empujando el vástago 41 y el pistón 42. El volumen de aire aprisionado en la cámara 46 ejerce una presión creciente que asegura el aumento de la fuerza que hay que ejercer sobre el vástago 20. La presión Pehb disminuye a partir de un cierto valor del recorrido del pedal 16 para que la resistencia al avance del pedal sea suficientemente grande hacia el final del recorrido.

El conductor toma así conciencia del nivel de frenado ejercido, independientemente de su esfuerzo muscular, por una fuente de energía exterior.

La Fig. 4 ilustra por una curva K1 la variación de la presión neumática Px (en la cámara 46) llevada en ordenadas y expresada en bares, en función del recorrido del pistón 42 llevado en abscisas y expresado en milímetros.

En caso de fallo del sistema de frenado de servicio, el calculador C detecta este fallo, por ejemplo por un valor demasiado bajo de la presión facilitada por los captadores 13a-13d mientras que el pedal 16 se desplaza.

El calculador C mantiene, entonces, las válvulas 26, 28 en su posición abierta de modo que el líquido a presión que proviene del cilindro principal 17 puede dirigirse, según dos circuitos independientes, hacia los frenos 2a y 2b, lo que permite un frenado de emergencia.

Además, el líquido contenido en el ánima 30a es impulsado por la acción del pistón 42 que se mantiene sometido a la presión neumática y que establece en el ánima 30a una presión ampliamente superior a la que reina en la cámara 22 del cilindro principal. El pistón 31 es así empujado hacia la izquierda según la representación de la Fig. 1, y reenvía líquido a la canalización 27 que alimenta el freno 2a, lo que permite satisfacer mejor las exigencias de frenado.

En efecto, en caso de fallo del sistema de frenado de servicio, es necesario que el frenado de emergencia, de energía muscular, permita frenar con una desaceleración suficiente, fijada actualmente en 0,3 g, en respuesta a una fuerza determinada, por ejemplo de 500 newtons (500 N), sobre el pedal de freno 16. La recuperación del volumen de líquido que proviene del ánima 30a del simulador, para el frenado de emergencia, permite asegurar dicho frenado de emergencia incluso en un vehículo relativamente pesado, por ejemplo del orden de 4.000 kg.

Claims (11)

1. Instalación de frenado hidráulico para vehículo, que comprende, para accionar frenos de ruedas:

- un sistema de frenado de servicio (A) alimentado de líquido a presión por una central hidráulica (3) de energía exterior;

- un sistema de frenado de emergencia (B) de energía muscular;

- un órgano de mando manual (D, 16) cuyo avance acciona el sistema de frenado de servicio o, en caso de fallo de este último, el frenado de emergencia;

- un cilindro principal (17) con, al menos, un pistón primario (18) cuyo desplazamiento está asegurado por el órgano de mando manual;

- al menos una válvula de seguridad (26, 28) que permite, ya sea aislar el cilindro principal (17) de los frenos de ruedas (2a, 2b) cuando el frenado de servicio funciona normalmente, o bien, en caso de fallo del frenado de servicio, unir el cilindro principal, al menos, a un freno de rueda;

- un simulador de sensación (M) para oponer al avance del órgano de mando manual (D, 16) una reacción que refleja el desarrollo del frenado, comprendiendo este simulador un cilindro (30) dentro del cual desliza un pistón de simulador (31) sometido en un sentido a una presión de líquido que proviene del cilindro principal (17) y, en el sentido opuesto, a una fuerza antagonista dependiente del recorrido del órgano de mando manual;

- electroválvulas de admisión de líquido a presión (9a-9d) y electroválvulas de escape (14a-14d) unidas a los frenos de las ruedas;

- captadores (8, 13a-13d), 24, 29) para detectar diferentes parámetros del frenado, especialmente, el recorrido del órgano de mando manual, y presiones en diferentes puntos de la instalación;

- y un calculador (C), unido a los diversos captadores, apropiado para mandar las electroválvulas de manera que se aseguran las presiones deseadas en los frenos de las ruedas,

en la cual la fuerza antagonista en el simulador (M) resultante de la acción, sobre una superficie (S3) del pistón (31) de simulador, de una presión modulada (Pehb) establecida a partir de la presión de líquido facilitada por la central hidráulica (3), caracterizada por el hecho de que la presión modulada (Pehb) es mandada por el calculador (C) según una ley determinada (L1) modificable a voluntad, en función del recorrido del pedal y por el hecho de que la fuerza antagonista, en el simulador (M), es la resultante de una fuerza elástica que actúa sobre el pistón de simulador (31) en sentido opuesto a la presión de líquido que proviene del cilindro principal (17) y de una fuerza variable opuesta a la fuerza elástica, siendo producida esta fuerza variable por la presión modulada (Pehb) que actúa sobre una superficie (S3) del pistón del simulador.

2. Instalación de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que la superficie (S3) del pistón del simulador sometida a la presión modulada (Pehb) delimita una cámara (34) de volumen variable unida, en paralelo, a una electroválvula (36) de admisión de líquido a presión facilitada por la central hidráulica (3), y una electroválvula de escape (37) unida al tanque (9), siendo mandadas la apertura y el cierre de estas electroválvulas (36, 37) por el calculador (C) para que la presión (Pehb) en la cámara (34) del simulador siga la ley deseada.

3. Instalación de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada por el hecho de que las electroválvulas (36, 37) unidas a la cámara (34) del simulador, son de tipo "todo o nada".

4. Instalación de acuerdo con las reivindicaciones 2 o 3, caracterizada por el hecho de que la caída de presión entre la entrada y la salida de las electroválvulas (36, 37) es lineal en función de la intensidad de la corriente de mando.

5. Instalación de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por el hecho de que el cilindro (30) del simulador comprende dos ánimas coaxiales (30a, 300b) de diámetros diferentes, que comunican, y un pistón escalonado (31) que comprende una parte de diámetro pequeño (31a) que desliza de manera estanca dentro del ánima de diámetro pequeño (30a), y una parte de diámetro más grande (31b) que desliza de manera estanca dentro del ánima de diámetro grande (30b), comprendiendo el fondo (30c) del ánima de diámetro pequeño un orificio (32) unido al cilindro principal de modo que la presión de líquido del cilindro principal es aplicada a la sección pequeña (S2) del pistón escalonado, mientras que una cámara anular (34) está formada entre la pared de transición (30d) del ánima y la sección grande del pistón escalonado, estando unida esta cámara anular en paralelo a las electroválvulas (36, 37) respectivamente de admisión y de escape.

6. Instalación de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por el hecho de que la fuerza elástica es producida por, al menos, un medio de solicitación elástica.

7. Instalación de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada por el hecho de que el medio de solicitación elástica comprende un muelle neumático (42, 43).

8. Instalación de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por el hecho de que el fondo (30e) del cilindro del simulador que cierra el ánima de sección grande en el lado opuesto al ánima de sección pequeña comprende una abertura (40) para el paso de un vástago (41) que se apoya contra la sección grande (31b) del pistón escalonado (31) y que ejerce sobre este pistón la fuerza elástica.

9. Instalación de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada por el hecho de que el vástago (41) es solidario de un pistón neumático (42) que desliza dentro de un cilindro neumático (43) a su vez solidario del cilindro (30) del simulador, estando unido este cilindro neumático a una fuente de presión neumática exterior (49), prevista, en particular, para una suspensión.

10. Instalación de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizada por el hecho de que una válvula antirretorno (50) está dispuesta en una canalización de aire a presión (48) unida al cilindro neumático, permitiendo esta válvula la entrada de aire a presión en el cilindro y oponiéndose a su salida.

11. Instalación de acuerdo con las reivindicaciones 9 o 10, caracterizada por el hecho de que un muelle mecánico de compresión (51) está dispuesto dentro del cilindro neumático para actuar sobre el pistón neumático en el mismo sentido que la presión de aire.