ES2290718T3 - Procedimiento para optimizar la secuencia de frenado. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la optimización de una secuencia de frenado en un vehículo con un embrague automático (3), una caja de cambio de velocidades automática (9), por lo menos un freno auxiliar (48), un freno de servicio con tendencia al desgaste y un control automático de crucero, control de crucero el cual controla la aceleración y el frenado para conseguir una velocidad ajustada, teniendo en cuenta la distancia al vehículo que vaya por delante, caracterizado porque continuamente se llevan a cabo simulaciones de datos de cómo será conducido en el futuro el vehículo, para un conjunto de combinaciones diferentes de velocidades del motor en las cuales tiene lugar un cambio de la velocidad, un escalón de cambio de la velocidad, la potencia de frenado desde dicho freno auxiliar principal y dicho freno de servicio respectivamente y porque se selecciona una secuencia de frenado, con el programa de cambio de la velocidad asociado, que mejor hace mínimo el desgaste de dicho freno de servicio.
Description
Procedimiento para optimizar la secuencia de
frenado.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para optimizar una secuencia de frenado en un vehículo
con una transmisión y una caja de cambio de velocidades automática
y una función de control de crucero automático, según el preámbulo
de la reivindicación 1 que sigue a continuación.
La invención también se refiere a un producto de
programa de ordenador para causar que un ordenador lleve a cabo un
procedimiento de este tipo.
Un control adaptativo de control de crucero,
ACC, en un vehículo mide la distancia hasta un vehículo que vaya
por delante. Esta información de la distancia se utiliza para
modificar el control adaptativo de crucero de tal modo que la
distancia al vehículo que vaya por delante nunca sea inferior a un
valor previamente determinado.
Cuando un vehículo que vaya por delante es
conducido más lentamente que el vehículo en cuestión, el control
adaptativo de crucero debe asegurar que el vehículo en cuestión es
frenado. Esto se puede llevar a cabo en una pluralidad de formas.
Por ejemplo, el suministro de combustible al motor del vehículo en
cuestión puede ser completamente interrumpido, de forma que el
vehículo desacelere. Si se interrumpe todo el combustible y se
requiere un frenado adicional, esto puede ser llevado a cabo
utilizando los frenos de servicio del vehículo. Una desventaja de
la utilización de los frenos de servicio del vehículo es que el
freno de servicio es un freno de ficción con tendencia al desgaste.
Por esta razón, particularmente en vehículos pesados de mercancías,
a menudo se utilizan los denominados frenos auxiliares. Ejemplos de
frenos auxiliares son frenos y retadores de la compresión del
motor. Cuando un freno auxiliar está dispuesto en el motor del
vehículo o entre el motor y la caja de cambio de velocidades, la
selección de la velocidad es de la mayor importancia para la fuerza
de frenado que se aplica a las ruedas motrices del vehículo.
Un vehículo con un control de crucero es
conocido a través del documento US 6076622, que expone todas las
características del preámbulo de la reivindicación 1, en el que el
control de crucero también puede controlar la selección de la
velocidad y el frenado auxiliar. Un problema con esta solución es
que la selección de la velocidad y el frenado auxiliar no se pueden
optimizar con respecto a la topografía futura. Por ejemplo, al
inicio de un gradiente en pendiente hacia abajo largo, no se
seleccionará una velocidad suficientemente baja, lo cual
eventualmente conduce a que el frenado auxiliar sea insuficiente en
una etapa relativamente temprana del gradiente y se haga necesario
llevar a cabo un frenado adicional con el freno de servicio a fin de
evitar chocar con el vehículo que vaya por delante.
Un vehículo con un control de crucero es
conocido a través del documento FR 2813397, en el que un sistema de
control con un sistema de navegación que utiliza la determinación de
la posición (GPS, Global Positioning System) calcula por adelantado
los puntos más altos y más bajos, esto es las transiciones en las
que un gradiente hacia arriba cambia a un gradiente hacia abajo o
viceversa, para una carretera inmediatamente inminente sobre la
cual está siendo conducido el vehículo. La distancia a un vehículo
que vaya por delante se optimiza mediante el sistema de control que
controla la aceleración y el frenado con los frenos de servicio del
vehículo, teniendo en cuenta los puntos más altos y más bajos de la
carretera sobre la cual está siendo conducido el vehículo. Un
problema con esta solución es que la secuencia de frenado más
favorable no se puede seleccionar teniendo en cuenta el desgaste
del freno ni la selección de la velocidad. Además, la futura
topografía, de acuerdo con la cual el control de crucero lleva a
cabo el control, está enormemente simplificada. Únicamente se
calculan las transiciones en el gradiente a lo largo de la
carretera sobre la cual está siendo conducido el vehículo. La
topografía entre las transiciones en el gradiente no se tiene en
cuenta.
El documento WO 03041987 muestra un vehículo
accionado por un motor conocido con un control de crucero, en el
que el sistema de control calcula la topografía futura utilizando un
sistema de navegación con determinación de la posición (GPS, Global
Positioning System) o mediante extrapolación. Por medio de la
simulación, el sistema de control selecciona una aceleración o una
aceleración negativa que se acopla con la futura topografía,
controlando la aceleración y el frenado. Un problema con esta
solución es que no se puede seleccionar la secuencia de frenado más
favorable teniendo en cuenta el desgaste del freno, la selección de
la velocidad y la distancia al vehículo que vaya por delante.
El documento EP 1302357 expone una disposición
de la velocidad de crucero en la que se estiman el peso actual y la
inclinación de la carretera y se utilizan para una gestión mejor de
la selección de la velocidad y del frenado. Se menciona el problema
del desgaste especialmente en las bajadas de un sistema de frenado
del vehículo. El documento EP 1302357 indica que sólo un sistema de
freno, con tendencia al desgaste, se utiliza para el frenado del
vehículo con el control de crucero.
El desgaste del sistema de freno se reduce
mediante la gestión apropiada de la velocidad del vehículo y la
selección de la velocidad en la bajada.
\newpage
Contra los antecedentes de lo anterior, la tarea
de la invención es por lo tanto hacer posible controlar una
secuencia de frenado de un vehículo de un modo más óptimo, en un
vehículo con un control de crucero del tipo ACC (Adaptative Cruise
Control - control adaptativo de crucero), con una función de
aceleración, función de frenado y medición de la distancia al
vehículo que vaya por delante.
La solución según la invención a la tarea
relativa al procedimiento según la invención se describe en la
reivindicación 1. Las otras reivindicaciones describen formas de
realización preferidas y desarrollos adicionales del procedimiento
según la invención.
Según la reivindicación 1, el procedimiento
según la invención comprende un procedimiento para la optimización
de una secuencia de frenado en un vehículo con un embrague
automático, una caja de cambio de velocidades automática, por lo
menos un freno auxiliar, un freno de servicio con tendencia al
desgaste y un control automático de crucero, control de crucero el
cual controla la aceleración y el frenado para conseguir una
velocidades ajustada, teniendo en cuenta la distancia al vehículo
que vaya por delante. El procedimiento está caracterizado porque se
llevan a cabo continuamente simulaciones de datos sobre cómo deberá
ser conducido el vehículo en el futuro, para un conjunto de
combinaciones diferentes de la velocidad del motor en las cuales
tiene lugar un cambio de velocidad, un escalón del cambio de
velocidad, la potencia de frenado a partir de dicho freno auxiliar
primario y dicho freno de servicio respectivamente y porque se
selecciona una secuencia de frenado con la programación del cambio
de velocidades asociado que hace que el desgaste de dicho freno de
servicio sea el mínimo posible.
Una ventaja de procedimiento según la invención
es que el vehículo será frenado de un modo óptimo, sobre la base de
las condiciones dadas. El programa de cambio de velocidades correcto
y la fuerza de frenado suficiente se seleccionarán para la
secuencia de frenado óptima seleccionada, de forma que se obtenga la
aceleración negativa requerida.
Una ventaja adicional es que el procedimiento
según la invención asegura que los frenos que tienen tendencia al
desgaste, tales como los frenos de servicio, se desgastan lo mínimo.
Los frenos auxiliares con menos tendencia al desgaste se utilizan
en una mayor medida.
Formas de realizaciones ventajosas adicionales
de la invención se harán evidentes a partir de las siguientes
reivindicaciones subordinadas.
En lo que sigue a continuación, la presente
invención será descrita con mayor detalle con referencia a los
dibujos adjuntos, los cuales presentan formas de realización
preferidas adicionales de la invención con el propósito de
proporcionar un ejemplo.
La figura 1 muestra una ilustración esquemática
de una transmisión según una primera forma de realización de la
invención.
La figura 2 muestra una vista general de las
entradas en la segunda unidad de control.
La figura 3 muestra una ilustración esquemática
de una transmisión según una segunda forma de realización de la
invención.
La figura 1 muestra una ilustración esquemática
de una primera forma de realización de un sistema según la
invención para la optimización de una secuencia de frenado en un
vehículo. Un motor 1 está conectado a través de su árbol de salida
a una caja de cambio de velocidades automática 9, la cual
normalmente permite que el vehículo sea accionado con varias
velocidades diferentes entre el motor 1 y las ruedas motrices 8. La
caja de cambio de velocidades 9 puede estar equipada con cajas de
cambio de velocidades auxiliares (por ejemplo engranajes de
división o engranajes de gama) a fin de obtener más velocidades. Un
embrague de discos automático 3 está dispuesto entre el motor y la
caja de cambio de velocidades para la transferencia del momento de
torsión desde el motor 1 hasta la caja de cambio de velocidades 9.
Un freno auxiliar principal 48 está dispuesto en el motor 1. Desde
indicase que los frenos auxiliares principales 48 también pueden
estar dispuestos entre el motor 1 y la caja de cambio de
velocidades 9 o en la caja de cambio de velocidades sobre su árbol
de entrada. Un freno auxiliar del tipo, por ejemplo, de freno de
compresión está dispuesto en el motor 1, mientras un retardador
está normalmente dispuesto en el árbol de entrada de la caja de
cambio de velocidades 9. Un árbol de accionamiento 7 transmite la
fuerza desde el freno auxiliar 48 y el motor 1 desde la caja de
cambio de velocidades 9 hasta las ruedas motrices 8 a través de un
eje posterior 10.
Además, la figura muestra una primera unidad de
control 60 para controlar el motor 1, una segunda unidad de control
45 para controlar la transmisión, un selector manual de la velocidad
36 conectado a la unidad de control de la transmisión 45, una
tercera unidad de control 50 para controlar el freno de servicio del
vehículo (no representado) y una unidad de control de a bordo 49
para controlar diversas funciones en el vehículo, incluyendo el
control de crucero (no representado). El freno auxiliar 48 está
controlado desde la segunda unidad de control 45, a través de la
primera unidad de control 60. El freno auxiliar 48 puede ser del
tipo de compresión o de contra prisión. Las unidades de control
están dispuestas para comunicarse entre sí de un modo integrado
mediante, entre otras cosas, la utilización de cada uno de los
sensores de la otra.
Las unidades de control 60, 50, 45 y 49
preferiblemente consistente en unidades de control por ordenador con
microprocesadores y unidades de memoria. Una unidad de control por
ordenador puede ser una pieza del sistema de ordenador de a bordo
del vehículo, o alternativamente puede estar comprendida en alguna
otra disposición de control o puede ser una unidad colocada a
voluntad en cualquier sitio en el vehículo.
El control de crucero (no representado) es de un
tipo conocido con las funciones CONEXIÓN/DESCONEXIÓN,
AJUSTAR/DESCENDER CON EL MOTOR DESEMBRAGADO y REANUDAR/ACELERAR.
Además, el control de crucero contiene un dispositivo para medir
continuamente la distancia al vehículo que vaya por delante. El
dispositivo para medir la distancia puede ser, por ejemplo, del
tipo de radar o del tipo de láser.
Según la invención, las simulaciones de datos
son llevadas a cabo para secuencias de frenado futuras cuando la
unidad de control 45 recibe señales de entrada de la unidad de
control de a bordo 49 al efecto de que la distancia al vehículo que
vaya por delante se está haciendo menor o se hará inferior y se está
aproximando a una distancia mínima previamente determinada,
distancia mínima la cual puede variar dependiendo de la velocidad
de los vehículos entre sí, en relación con el suelo o si los
vehículos están siendo conducidos sobre un gradiente de cuesta
hacia arriba o un gradiente de cuesta hacia abajo. Además, la
distancia mínima puede depender del estado o de la capacidad de los
diferentes sistemas de frenado o del peso del vehículo en
cuestión.
La figura 2 muestra esquemáticamente entradas
que la unidad de control 45 requiere a fin de ser capaz de llevar a
cabo una simulación de datos. En la presente invención, el resultado
de la simulación puede estar afectado por un control 300 para una
evaluación del parámetro de control manual o automático, la cual
proporciona un criterio para las características de conducción
seleccionadas por el conductor.
El control 300 está dispuesto para la
comunicación con la unidad de control 45. Un mapa electrónico 340,
por ejemplo almacenado en un CD-ROM (Compact Disc
Read Only Memory - Disco compacto de memoria sólo de lectura),
comprende información sobre la topología (TN) de la zona que es
necesaria para la simulación de los datos, esto es, por lo menos
los valores de los gradientes o de la altura de las carreteras sobre
las cuales el vehículo está siendo conducido, por ejemplo con el
nivel del mar como referencia. La simulación de datos comprende
parámetros 320 enviados desde medidores y sensores 310, que pueden
ser obtenidos de acuerdo con la tecnología conocida. Con respecto
al vehículo en cuestión, éstos consisten por lo menos en el peso del
vehículo o una combinación del vehículo, velocidad actual del
vehículo, cambios de velocidades, niveles de rendimiento, velocidad
del motor, posición actual, gradiente de la carretera (no a partir
del mapa electrónico) y resistencia al movimiento de avance. Por
resistencia al movimiento de avance se quiere significar un valor
que ha sido calculado por la unidad de control 45 sobre la base de
señales que indican el momento de torsión actual del motor y la
aceleración y la masa actuales del vehículo, señales las cuales
constituyen una indicación del gradiente de la carretera, cualquier
viento por detrás o por delante y la resistencia a la rodadura del
vehículo. Además, se tiene en cuenta la información sobre la
distancia al vehículo que vaya por delante, la velocidad del
vehículo que vaya por delante y una medición de los cambios en la
velocidad del vehículo que vaya por delante.
La unidad de control 45 contiene modelos de
frenos auxiliares 310, que comprenden por lo menos el momento de
torsión de frenado como una función de la velocidad del motor. Con
la información necesaria, la unidad de control 45 puede calcular
(simular sobre un cierto periodo de tiempo previamente determinado)
la secuencia de frenado a partir de una velocidad inicial hasta una
velocidad final, calculadas sobre la base de las condiciones dadas
para un conjunto de velocidades del cambio, planes de cambio de
velocidades y fuerza de frenado diferentes resolviendo ecuaciones
que utilizan simulaciones y pasos del tiempo. El mejor programa de
cambio de velocidades y el mejor control de la fuerza de frenado
producida por los frenos auxiliares se seleccionan comparando las
secuencias de frenado calculadas. La fuerza de frenado seleccionada
puede variar con el tiempo. De forma similar, un programa de cambio
de velocidades puede ser seleccionado para la secuencia de frenado,
esto es durante la secuencia de frenado la unidad de control 45
cambia la velocidad a una velocidad seleccionada diferente en un
punto particular seleccionado en el tiempo por lo menos una vez. Se
evalúa el tamaño del escalón del cambio de la velocidad para la
secuencia de frenado, esto es el cambio desde, por ejemplo, la sexta
velocidad a la quinta velocidad o desde la sexta velocidad a la
cuarta velocidad. Si la fuerza de frenado del freno auxiliar se
calcula que es insuficiente entonces, dependiendo de cómo ha sido
llevada a cabo la evaluación a través del control 300, la unidad de
control 45 seleccionará frenar, por ejemplo, tanto como sea posible
y durante tanto tiempo como sea posible con el freno auxiliar 48 y
complementar la fuerza de frenado total con una fuerza de frenado
desde el freno de servicio de modo que se consiga una aceleración
negativa suficiente. Un ajuste diferente del control 300 puede
significar que la unidad de control 45 selecciona una secuencia de
frenado de tal forma que la aceleración negativa sea tan confortable
como sea posible para los ocupantes del vehículo. Por lo tanto se
selecciona una secuencia de frenado con una aceleración negativa tan
uniforme como sea posible y con cambios en la aceleración negativa
tan suaves como sea posible, particularmente al principio y al
final de la secuencia
de frenado.
de frenado.
\newpage
La figura 3 muestra una segunda forma de
realización preferida de la invención. La forma de realización según
la figura 3 difiere de la forma de realización de la figura 1
porque un freno auxiliar secundario 6 está conectado al árbol de
salida de la caja de cambio de velocidades 9. El freno auxiliar
secundario normalmente es del tipo de retardador hidrodinámico o
electromagnético. El árbol de accionamiento del vehículo 7
normalmente está conectado al árbol de salida del freno auxiliar
secundario. De acuerdo con el ejemplo representado, el freno
auxiliar secundario 6 está controlado por la unidad de control de a
bordo 49. De ese modo el freno auxiliar secundario es tenido en
cuenta durante la simulación de la secuencia de frenado por parte de
la unidad de control 45. El modo más óptimo de controlar los frenos
auxiliares, la caja de cambio de velocidades y los frenos de
servicio se selecciona sobre la base de las condiciones dadas y
sobre la base de la evaluación del parámetro de control
seleccionado a través del control 300, la cual en esta forma de
realización puede comprender también la evaluación concerniente
sobre hasta qué límite va a ser utilizado el freno auxiliar
respectivo en la secuencia de frenado.
En una forma de realización adicional, el
vehículo puede estar equipado con tipos diferentes adicionales de
frenos auxiliares. Por lo tanto, son simulados diferentes escenarios
de frenado con estos frenos auxiliares que son aplicados hasta un
límite diferente, junto con diferentes programas de cambio de
velocidades y se selecciona la secuencia de frenado óptima con el
programa de cambio de velocidades asociado.
La invención, por supuesto, no está limitada a
las formas de realización descritas anteriormente en este documento,
sino que se puede modificar dentro del ámbito de las siguientes
reivindicaciones.
Claims (6)
1. Procedimiento para la optimización de una
secuencia de frenado en un vehículo con un embrague automático (3),
una caja de cambio de velocidades automática (9), por lo menos un
freno auxiliar (48), un freno de servicio con tendencia al desgaste
y un control automático de crucero, control de crucero el cual
controla la aceleración y el frenado para conseguir una velocidad
ajustada, teniendo en cuenta la distancia al vehículo que vaya por
delante, caracterizado porque continuamente se llevan a cabo
simulaciones de datos de cómo será conducido en el futuro el
vehículo, para un conjunto de combinaciones diferentes de
velocidades del motor en las cuales tiene lugar un cambio de la
velocidad, un escalón de cambio de la velocidad, la potencia de
frenado desde dicho freno auxiliar principal y dicho freno de
servicio respectivamente y porque se selecciona una secuencia de
frenado, con el programa de cambio de la velocidad asociado, que
mejor hace mínimo el desgaste de dicho freno de servicio.
2. Procedimiento como se reivindica en la
reivindicación anterior caracterizado porque la fuerza de
frenado del freno auxiliar (48, 6) depende de la velocidad
seleccionada en la caja de cambio de velocidades (9).
3. Procedimiento como se reivindica en
cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado
porque la secuencia de frenado se optimiza de tal forma que se
obtiene una aceleración negativa uniforme y suficiente para una
velocidad final previamente determinada.
4. Procedimiento como se reivindica en la
reivindicación 1 caracterizado porque la posición actual del
vehículo se determina por medio de un sistema de determinación de
la posición (330, 340) el cual está conectado a una unidad de
control (45) para la determinación de la posición actual del
vehículo.
5. Producto de programa para un ordenador que
comprende un código de programa almacenado en un medio que puede
ser leído por un ordenador para llevar a cabo el procedimiento de la
reivindicación 1, cuando dicho programa de ordenador es ejecutado
por un ordenador.
6. Producto de programa para un ordenador que
puede estar cargado directamente en una memoria interna de un
ordenador digital, comprendiendo un programa de ordenador para
llevar a cabo todos los pasos de la reivindicación 1, cuando dicho
programa de ordenador es ejecutado por el ordenador.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0302069A SE525479C2 (sv) | 2003-07-10 | 2003-07-10 | Metod för optimering av bromsförlopp i fordon |
| SE0302069 | 2003-07-10 |
Publications (1)
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