ES2328602T3 - Instalacion de freno y procedimiento de frenado de un vehiculo automovil. - Google Patents
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Abstract
Instalación de freno para un vehículo automóvil que comprende al menos un dispositivo de accionamiento de frenos de rueda (21, 23, 25, 27) configurados como frenos de fricción, caracterizada porque está presente un dispositivo de control (31) que, al producirse una transición frenada de marcha a paro a partir de una pequeña velocidad de marcha determinada o bien de paro a marcha hasta una pequeña velocidad de marcha determinada, acciona los frenos de rueda con decalaje temporal entre ellos o los solicita con decalaje temporal entre ellos al aumentar la fuerza de accionamiento, o bien los suelta con decalaje temporal entre ellos o los solicita con decalaje temporal entre ellos al disminuir la fuerza de accionamiento.
Description
Instalación de freno y procedimiento de frenado
de un vehículo automóvil.
La invención concierne a una instalación de
freno y a un procedimiento de frenado para un vehículo automóvil
según el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 8.
En vehículos automóviles que se ponen en marcha
o se paran en cuesta se tiene que, al soltar o al aplicar
fuertemente el freno de servicio a pequeña velocidad de marcha del
vehículo automóvil, se presentan, a consecuencia de la fuerza de la
gravedad en pendiente, ruidos de rechinamiento ocasionados por
vibraciones en el freno de las ruedas, el tren de rodadura y la
carrocería. Los efectos de adherencia-deslizamiento
someten el freno de la rueda a una vibración de cuerpo rígido
mediante la cual se estimula el puntal de suspensión elástica en el
primer orden de flexión. A través del tren de rodadura se puede
estimular incluso la carrocería y ésta puede asumir una llamada
función de altavoz. La velocidad del vehículo a la que aparecen
tales ruidos de rechinamiento está comprendida sustancialmente
entre
0 y 10 km/h.
0 y 10 km/h.
En vehículos automáticos estos ruidos de
rechinamiento se originan adicionalmente - en función de la magnitud
del par de accionamiento en situación de parada, por ejemplo ante
semáforos - al soltar el freno en la transición de
adherencia/deslizamiento. Los ruidos de rechinamiento pueden ser
producidos también intencionadamente por el conductor mediante la
elección de la presión de suelta de freno correspondiente.
El rechinamiento de los frenos se presenta en el
eje delantero y en el eje trasero en grado proporcional a la fuerza
de frenado que ha de transmitirse. La perceptibilidad acústica en el
vehículo puede sentirse como molesta.
Es ya conocido el hecho de que en instalaciones
de freno para vehículos automóviles, especialmente con frenos de
disco y especialmente al soltar los frenos bajo el par de
accionamiento aplicado o al frenar el vehículo automóvil desde
velocidades más altas, se puede presentar un llamado rechinamiento
de los frenos inmediatamente antes de la detención del vehículo.
Esto se describe también en el documento WO 98/48193, en donde se
expone igualmente una medida para evitar el rechinamiento de los
frenos, la cual consiste concretamente en que las zapatas de freno
dispuestas a ambos lados del disco de freno estén equipadas con
zonas de espesor de capa reducido de la guarnición de fricción de
modo que estas zonas no estén dispuestas con simetría especular.
El documento DE 199 47 757 C1 describe otra
medida para evitar el rechinamiento de los frenos. Se solicitan
allí circuitos de freno diferentes con presiones de frenado
diferentes cuya suma da como resultado la fuerza de frenado
resultante deseada. Por tanto, los circuitos de freno pueden ser
solicitados también con presiones de frenado alternantes dirigidas
en sentidos contrarios. No obstante, ambos circuitos de freno son
presionados siempre al mismo tiempo en que se produce el comienzo
del accionamiento del freno. De este modo, se puede impedir un
chirrido de los frenos en todos los rangos de velocidad, ya que la
fuerza de frenado resultante corresponde siempre a la fuerza de
frenado total deseada. Ahora bien, el aparato de control tiene que
estar siempre en funcionamiento a lo largo de todo el rango de
velocidad, no sólo cuando el vehículo se mueve en el rango de
pequeñas velocidades, por ejemplo únicamente al producirse una
transición frenada de marcha a paro a partir de una pequeña
velocidad de marcha determinada.
El cometido de la invención consiste en indicar
para una instalación de freno de un vehículo automóvil, al menos
con un dispositivo de accionamiento de frenos de rueda configurados
como frenos de fricción, otras medidas para evitar el rechinamiento
de los frenos.
El problema se resuelve según la invención con
las características o los pasos de procedimiento de las
reivindicaciones 1, 7 y 8. Otras ejecuciones de la invención se
desprenden de las reivindicaciones subordinadas.
Según la invención, una instalación de freno
para un vehículo automóvil posee al menos un dispositivo de
accionamiento para frenos de rueda configurados como frenos de
fricción. La instalación de freno se caracteriza porque está
previsto un dispositivo de control que, al producirse una transición
frenada de marcha a paro a partir de una pequeña velocidad de
marcha determinada o de paro a marcha hasta una pequeña velocidad de
marcha determinada, acciona los frenos de rueda con decalaje
temporal entre ellos o los solicita con decalaje temporal entre
ellos al aumentar la fuerza de accionamiento, o bien los suelta con
decalaje temporal entre ellos o los solicita con decalaje temporal
entre ellos al disminuir la fuerza de accionamiento.
Gracias a este dispositivo de control se puede
añadir ventajosamente con muy pequeño esfuerzo y con pequeños
costes una posibilidad de servicio de la instalación de freno que
contrarresta el rechinamiento descrito de los frenos.
La pequeña velocidad de marcha determinada
deberá estar comprendida aquí entre 0 y 10 km/h, especialmente
entre 0 y 6 km/h.
Según el procedimiento de la invención para
frenar un vehículo automóvil, se tiene que, al producirse una
transición frenada de marcha a paro a partir de una pequeña
velocidad de marcha determinada o de paro a marcha hasta una
pequeña velocidad de marcha determinada, se accionan los frenos de
rueda con decalaje temporal entre ellos o se les solicita con
decalaje temporal entre ellos al aumentar la fuerza de
accionamiento, o bien se les suelta con decalaje temporal entre
ellos o se les solicita con decalaje temporal entre ellos al
disminuir la fuerza de accionamiento.
Gracias a este procedimiento se puede
contrarrestar también ventajosamente con muy poco esfuerzo y con
pequeños costes el rechinamiento descrito de los frenos al frenar o
al poner en marcha el vehículo.
La pequeña velocidad de marcha determinada
deberá estar comprendida aquí también entre 0 y 10 km/h,
especialmente entre 0 y 6 km/h.
Una instalación de freno según la invención o un
procedimiento según la invención puede estar caracterizado en una
forma de realización ventajosa por el hecho de que los frenos de
rueda, al circular dentro del rango de pequeña velocidad de marcha
y en estado parado, son activados a través del dispositivo de
accionamiento de los frenos de modo que, con su accionamiento en la
dirección de aumento de la fuerza de frenado, se genere por cada
freno de rueda una fuerza de frenado sustancialmente constante que
haga posible un frenado de inmovilización del vehículo automóvil, y
que, con el accionamiento en la dirección de una reducción de la
fuerza de frenado, se suelte completamente cada freno de rueda y no
se genere ya ninguna fuerza de frenado.
Una suelta de los frenos de rueda y un fuerte
frenado hasta parar el vehículo en el intervalo de velocidad de
marcha relevante (0 a 10 km/h) y en el intervalo de presión de
frenado relevante (0 a 20 bares), no realizados en la totalidad de
los cuatro frenos de rueda al mismo tiempo, sino realizados
sucesivamente con decalaje temporal tan sólo en función del
coeficiente de rozamiento de la guarnición, tiene la ventaja de que
el conductor, sustancialmente a través del dispositivo de
accionamiento del freno, puede alcanzar alternativamente tan sólo
los dos estados de paro del vehículo con frenos cerrados o de
rodadura del vehículo con frenos abiertos. Ventajosamente, ya no es
así posible influir durante un espacio de tiempo relativamente
largo, en el rango relevante para el rechinamiento, es decir,
exactamente en la transición de adherencia a deslizamiento de las
guarniciones de freno en el disco de freno, sobre la velocidad de
marcha y la presión de frenado de modo que se originen ruidos de
rechinamiento.
Según la invención y el procedimiento conforme a
la misma, es posible aquí alternativamente que los frenos de rueda
sean accionados en cada caso individualmente o por parejas con
decalaje temporal entre ellos o sean solicitados con decalaje
temporal entre ellos al aumentar la fuerza de accionamiento, o bien
sean soltados con decalaje temporal entre ellos o sean solicitados
con decalaje temporal entre ellos al disminuir la fuerza de
accionamiento.
En particular, la instalación de frenado para un
vehículo automóvil según la invención puede poseer al menos un
sistema de regulación antibloqueo que forma el dispositivo de
control para la aplicación de la fuerza de accionamiento con
decalaje temporal.
Además, la fuerza de accionamiento para los
frenos de rueda puede aplicarse por vía neumática o hidráulica o
por medio de actuadores accionados por motor eléctrico.
En la descripción siguiente se expone un ejemplo
de realización preferido de la invención y éste se representa con
detalle en el dibujo adjunto. Muestran:
La figura 1, un diagrama de bloques de un
ejemplo de realización de una instalación de freno según la
invención y
La figura 2, un diagrama de presión de
frenado-tiempo de un proceso de suelta del freno con
una instalación de freno según la invención.
La figura 1 muestra una instalación de freno
para un vehículo, no representado con detalle, con frenos de
fricción para cada rueda. La instalación de freno está estructurada
de manera en sí conocida como una instalación de freno de fricción
hidráulico o una instalación de freno de fricción electrohidráulico
y cuenta con un dispositivo de accionamiento del freno configurado
como un pedal de freno 11 y un cilindro de freno principal
mecánicamente accionable 13 que está unido hidráulicamente con un
grupo hidráulico 19 a través de una primera tubería de salida 15 de
un primer circuito de freno y una segunda tubería de salida 17 de un
segundo circuito de freno. En el grupo hidráulico 19 están
conectados los cuatro dispositivos de freno de rueda 21, 23, 25, 27
del vehículo, de modo que la presión de frenado en los dispositivos
de freno de rueda 21, 23, 25, 27 puede ajustarse individualmente
para cada rueda a través del grupo hidráulico 19.
La constitución exacta del grupo hidráulico 19
es conocida para el experto por las instalaciones de freno
hidráulicas o electrohidráulicas usuales en vehículos modernos, las
cuales presentan regulaciones de estabilidad de marcha (por ejemplo
ESP), regulaciones antibloqueo (ABS) o regulaciones de resbalamiento
de accionamiento (ASR). Por tanto, la constitución exacta no se
explica con más detalle en este sitio.
Un dispositivo de control en el aparato de
control 31 activa los dispositivos de freno de rueda 21, 23, 25, 27
de modo que los frenos de rueda, al producirse una transición
frenada de marcha a paro a partir de una pequeña velocidad de
marcha determinada, o bien de paro a marcha hasta una pequeña
velocidad de marcha determinada, son accionados con decalaje
temporal entre ellos o son solicitados con decalaje temporal entre
ellos al aumentar la fuerza de accionamiento, o bien son soltados
con decalaje temporal entre ellos o son solicitados con decalaje
temporal entre ellos al disminuir la fuerza de accionamiento.
La figura 2 muestra como ejemplo un diagrama de
presión de frenado-tiempo, partiendo de un vehículo
fuertemente frenado en las cuatro ruedas, cuyo conductor suelta
lentamente los frenos de rueda a través del dispositivo de
accionamiento del freno. La presión de frenado (bares) cae así a lo
largo del tiempo(s) en todos los frenos de rueda hasta que
al alcanzar el punto 1 el aparato de control 31 disminuye a cero la
presión de frenado en el freno de rueda delantero izquierdo VL, es
decir que el freno de rueda delantero izquierdo VL se suelta
completamente al cabo de 2 segundos. Una reducción adicional de la
presión de frenado por medio del dispositivo de accionamiento del
freno ocasiona sucesivamente en el punto 2 el descenso brusco de la
presión de frenado en el freno de rueda delantero derecho VR al
cabo de 3 segundos y en el punto 3 el descenso brusco de la presión
de frenado en el freno de rueda trasero izquierdo HL al cabo de 4
segundos. En el punto 4 se alcanza entonces al cabo de 7 segundos
el nivel de presión de frenado cero por descenso de la presión de
frenado en el freno de rueda trasero derecho HR. Si ocurriera esto,
lo que aquí no tiene lugar forzosamente por suelta del dispositivo
de accionamiento del freno, el aparato de control 31 soltaría
también el freno de rueda trasero derecho HR al cabo de 7 segundos
por efecto de un descenso brusco de la presión de frenado en dicho
freno.
Los valores umbral de tiempo y de presión para
los puntos 1 a 4 y también la secuencia de frenos de rueda pueden
ajustarse de manera variable en el aparato de control 31, por
ejemplo por medio de parámetros. La función se mantiene activa
hasta que la presión de frenado sea cero o se sobrepase el más alto
umbral de presión ajustable cuando el proceso se desarrolle
inversamente debido a un aumento subsiguiente de la presión de
frenado a través del dispositivo de accionamiento del freno, tal
como se representa por medio de la curva de presión de
frenado-tiempo representada con línea de trazos.
Los puntos 1*, 2*, 3*, 4* indicados con un asterisco identifican los
momentos en los que la presión de frenado es ajustada nuevamente de
golpe desde cero por el aparato de control 31 en los distintos
frenos de rueda cuando el conductor aumente nuevamente la presión de
frenado a través del dispositivo de accionamiento del freno de
conformidad con la curva de presión de
frenado-tiempo dibujada con línea de trazos. Así,
en el punto 1* tiene lugar en el freno de rueda delantero izquierdo
VL una acumulación de presión desde cero hasta aproximadamente 4,5
bares, en el punto 2* tiene lugar en el freno de rueda delantero
derecho VR una acumulación de presión desde cero hasta
aproximadamente 3,4 bares y en el punto 3* tiene lugar en el freno
de rueda trasero izquierdo HL una acumulación de presión desde cero
hasta aproximadamente 2,5 bares. Según el momento en el que el
conductor invierta el proceso por medio del dispositivo de
accionamiento del freno, los frenos de rueda ya conectados sin
presión se conectan nuevamente en sucesión inversa con decalaje
temporal.
Es evidente que las distintas curvas y valores
de presión, los distintos intervalos de tiempo y la secuencia de la
conexión o desconexión de los distintos frenos de rueda son
variables y que la invención no se limita a valores, curvas o
secuencias determinados. Por el contrario, la invención pretende
incluir todos los modos del procedimiento que comprendan una
variación de la presión de frenado respecto de una aplicación o
desconexión temporalmente decalada de la fuerza de frenado en los
distintos frenos de rueda. Con este modo de procedimiento se impide
eficazmente un rechinamiento del freno en el rango de bajas
velocidades.
Claims (11)
1. Instalación de freno para un vehículo
automóvil que comprende al menos un dispositivo de accionamiento de
frenos de rueda (21, 23, 25, 27) configurados como frenos de
fricción, caracterizada porque está presente un dispositivo
de control (31) que, al producirse una transición frenada de marcha
a paro a partir de una pequeña velocidad de marcha determinada o
bien de paro a marcha hasta una pequeña velocidad de marcha
determinada, acciona los frenos de rueda con decalaje temporal
entre ellos o los solicita con decalaje temporal entre ellos al
aumentar la fuerza de accionamiento, o bien los suelta con decalaje
temporal entre ellos o los solicita con decalaje temporal entre
ellos al disminuir la fuerza de accionamiento.
2. Instalación de freno según la reivindicación
1, caracterizada porque los frenos de rueda, al circular
dentro del rango de pequeña velocidad de marcha y en la situación de
paro, son activados a través del dispositivo de accionamiento del
freno de modo que, con su accionamiento en dirección a un aumento de
la fuerza de frenado, se genera por cada freno de rueda una fuerza
de frenado sustancialmente constante que hace posible un fuerte
frenado del vehículo automóvil, y que, con el accionamiento en
dirección a una disminución de la fuerza de frenado, se suelta
completamente cada freno de rueda y ya no se genera ninguna fuerza
de frenado.
3. Instalación de freno según la reivindicación
1 ó 2, caracterizada porque los frenos de rueda son
accionados en cada caso individualmente o por parejas con decalaje
temporal entre ellos o son solicitados con decalaje temporal al
aumentar la fuerza de accionamiento, o bien son soltados con
decalaje temporal o son solicitados con decalaje temporal al
disminuir la fuerza de accionamiento.
4. Instalación de freno según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3 con un sistema de regulación antibloqueo,
caracterizada porque éste forma el dispositivo de control
para la aplicación de la fuerza de accionamiento con decalaje
temporal.
5. Instalación de freno según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la fuerza de
accionamiento para los frenos de rueda es aplicada por actuadores
accionados por motor eléctrico.
6. Instalación de freno según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la pequeña
velocidad de marcha determinada está comprendida entre 0 y 10 km/h,
especialmente entre 0 y 6 km/h.
7. Procedimiento para frenar un vehículo
automóvil con una instalación de freno según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque, al producirse
una transición frenada de marcha a paro a partir de una pequeña
velocidad de marcha determinada o bien de paro a marcha hasta una
pequeña velocidad de marcha determinada, se accionan los frenos de
rueda con decalaje temporal entre ellos o se les solicita con
decalaje temporal entre ellos al aumentar la fuerza de
accionamiento, o bien se les suelta con decalaje temporal entre
ellos o se les solicita con decalaje temporal entre ellos al
disminuir la fuerza de accionamiento.
8. Procedimiento para frenar un vehículo
automóvil, caracterizado porque, al producirse una transición
frenada de marcha a paro a partir de una pequeña velocidad de
marcha determinada o bien de paro a marcha hasta una pequeña
velocidad de marcha determinada, se accionan los frenos de rueda con
decalaje temporal entre ellos o se les solicita con decalaje
temporal entre ellos al aumentar la fuerza de accionamiento, o bien
se les suelta con decalaje temporal entre ellos o se les solicita
con decalaje temporal entre ellos al disminuir la fuerza de
accionamiento.
9. Procedimiento según la reivindicación 8,
caracterizado porque los frenos de rueda, al circular dentro
del rango de pequeña velocidad de marcha y en situación de paro, son
activados a través del dispositivo de accionamiento del freno de
modo que, con su accionamiento en dirección a un aumento de la
fuerza de frenado, se genera por cada freno de rueda una fuerza de
frenado sustancialmente constante que hace posible un fuerte
frenado del vehículo automóvil, y que, con el accionamiento en
dirección a una reducción de la fuerza de frenado, se suelta
completamente cada freno de rueda y ya no se genera ninguna fuerza
de frenado.
10. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 8 ó 9, caracterizado porque los frenos de
rueda son accionados en cada caso individualmente o por parejas con
decalaje temporal entre ellos o son solicitados con decalaje
temporal al aumentar la fuerza de accionamiento, o bien son soltados
con decalaje temporal o son solicitados con decalaje temporal al
disminuir la fuerza de accionamiento.
11. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque la pequeña
velocidad de marcha determinada está comprendida entre 0 y 10 km/h,
especialmente entre 0 y 6 km/h.
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