ES2341023T3 - Metodo de frenar un vehiculo. - Google Patents

Abstract

Un método de frenar un vehículo (15) que incluye ruedas de contacto con el terreno (16-19), y un sistema de frenado (28) con capacidad de ABS y que incluye un control del freno actuado por operador (31), el ABS siendo operativo en respuesta al operador que actúa el control del freno (31), y al detectar el sistema de frenado (28) el deslizamiento o el deslizamiento inminente de al menos una de las ruedas de contacto con el terreno (16-19) relativa al terreno, para variar la fuerza de frenado aplicada a al menos una de las ruedas (16-19) entre, en períodos alternativos, un estado aplicado en el cual se aplica la fuerza de frenado, y un estado liberado en el cual se libera la fuerza de frenado, y se caracteriza en que el método incluye la aplicación de los frenos operando el control del freno (31), y cuando el deslizamiento o el deslizamiento inminente de al menos una de las ruedas de contacto con el terreno (16-19) se detecta, la operación del ABS, y la aplicación de un par de apriete para ayudar a la aceleración de al menos una rueda (16-19) al menos durante los períodos en los cuales la fuerza de frenado es liberada por el ABS.

Description

Método de frenar un vehículo.

Esta invención está relacionada con un método de frenado de un vehículo en el cual una fuerza de frenado se aplica a las ruedas en contacto con el terreno.

DE19518813 propone un sistema de ABS que hace variar la fuerza de frenado aplicada a las ruedas donde el método que proporciona el control del par de fricción del motor para actuar en contra de la fijación de las ruedas, cuando el vehículo está en "over-run", es decir cuando un operario ha levantado el pie del pedal del acelerador.

Más particularmente pero no exclusivamente, la invención está relacionada con un método de frenar ruedas grandes en vehículos, por ejemplo, un tractor o máquina de carga y/o excavadora. En "ruedas" incluimos el cubo y el neumático de la rueda montados en el cubo.

Se están diseñando tales vehículos de ruedas grandes que son capaces de recorridos a alta velocidad, es decir, a las velocidades sobre 20 mph (32 kmph), en los carreteras públicas. Se requiere por consiguiente que los sistemas de frenos de tales vehículos cumplan con los estándares que se aplican a los vehículos de camino pesados tales como camiones. Más particularmente existe un requisito para que los sistemas de frenada de tales vehículos tengan capacidades ABS.

El ABS es operativo en respuesta a un operario que actúa un control del freno, y sobre el sistema de frenado al detectar el deslizamiento o el deslizamiento inminente de al menos una de las ruedas en contacto con el terreno relativas al terreno. El ABS varía la fuerza de frenado aplicada al menos a una de las ruedas entre, en períodos alternativos, un estado aplicado en el cual se aplica la fuerza de frenado, y un estado liberado en el cual se libera la fuerza de frenado. Las longitudes de los períodos del estado aplicado y del estado liberado y la magnitud de la fuerza de frenado aplicada durante los períodos de estado aplicado son determinadas por un algoritmo que determina una desaceleración teórica del vehículo y que supervisa constantemente la velocidad de al menos una rueda para verificar la validez de la desaceleración teórica resuelta.

De este modo, para que el ABS funcione óptimamente, es esencial que durante los períodos en los cuales se libera la fuerza de frenado, la rueda acelere debido a su contacto friccional con el terreno, de nuevo hacia una velocidad en la cual su velocidad angular esté cerca de la velocidad del vehículo relativa al terreno.

En el caso de los vehículos que tienen ruedas pesadas, por ejemplo ruedas grandes de tractor con un diámetro exterior de 2,0 metros o más y quizás una longitud axial de 0,6 metros o más, tales ruedas intrínsecamente tendrán una gran inercia. En el caso de los vehículos tales como descargadores, la circunferencia del balanceo de una rueda podría ser cercana a los 6 metros.

Se ha encontrado que durante los períodos en los cuales se libera la fuerza de frenado, tales ruedas pueden fallar en su aceleración a una velocidad en la cual su velocidad angular esté cerca de la velocidad del vehículo debido a su inercia. Se agrava el problema si hay un coeficiente de fricción inferior entre el terreno y la rueda, es decir, si el terreno está helado, de modo que las ruedas pueden deslizarse relativas al terreno durante los períodos en los cuales se libera la fuerza de frenado.

El efecto sobre la operación del ABS es que en la supervisión de la velocidad de una rueda durante los períodos en los cuales se libera la fuerza de frenado, el ABS podría hacer una asunción incorrecta sobre la velocidad del vehículo relativa al terreno, basada en su supervisión de la velocidad de la rueda para probar la validez de la desaceleración teórica resuelta del vehículo. Más particularmente, el ABS podría percibir que el vehículo está desacelerando en un índice más rápido de lo que realmente está, y según el frenado progresa el error aumenta. Así, según lo indicado por el gráfico mostrado en la figura 1, existe la posibilidad de que el ABS sea engañado en la determinación de que se ha detenido la velocidad del vehículo, cuando de hecho el vehículo está patinando por el terreno, es decir, una superficie de la carretera, con unas o más ruedas bloqueadas.

En la figura 1, el gráfico traza la velocidad del vehículo a lo largo del eje Y contra el tiempo a lo largo del eje X. La curva irregular indicada en 10 y la línea simplificada en 11 es un diagrama de la velocidad teórica del vehículo, o una referencia determinada por el ABS, es decir, detectando la velocidad de las dos ruedas delanteras del vehículo, y determinando el promedio. Ésta es una función estándar de un ABS que se consigue de diversas maneras.

La línea 10 es indicativa de un índice de la desaceleración del vehículo que el ABS percibe que se está alcanzando, aplicando la fuerza de frenado variable según un algoritmo del ABS. La curva indicada en 12 traza la velocidad real del vehículo relativa al terreno como se puede determinar mediante un sistema de detección externo. El área sombreada del gráfico entre los dos diagramas 11 y 12 representa el error debido a la inercia de las ruedas, y la distancia a lo largo del eje X entre donde los dos diagramas 11 y 12 cruzan el eje X indica un período durante el cual la rueda es trabada sin desearlo y peligrosamente por el ABS.

Así los vehículos con ruedas de alta inercia presentan un problema particular donde exista un requisito de proporcionar un sistema de frenado con capacidad ABS.

Ello se conoce en vehículos tales como automóviles, y particularmente pero no exclusivamente automóviles que tienen transmisiones automáticas, para proporcionar el supuesto "control del par de la fricción". En caso de que la velocidad del motor disminuya rápidamente, por ejemplo al levantar el conductor el pie del pedal del acelerador, particularmente donde la velocidad en carretera es grande y el coeficiente de fricción entre la carretera y la rueda es inferior, existe un riesgo de que las ruedas queden trabadas por la transmisión, llevando posiblemente a la inestabilidad del vehículo. El control del par de la fricción funciona evitando que la velocidad del motor se reduzca rápidamente para evitar la posibilidad de que las ruedas queden trabadas por la transmisión. El índice de la reducción de la velocidad del motor se puede arreglar para proporcionar freno del motor a las ruedas, sin permitir que las ruedas se queden trabadas.

Según un aspecto de la actual invención proporcionamos un método de frenar un vehículo según la reivindicación 1.

En virtud de la actual invención, la inercia de la rueda, que puede evitar de otra manera que la rueda acelere para acercar su velocidad angular a la velocidad del vehículo relativa al terreno durante los períodos en los cuales la fuerza de frenado es liberada por el ABS, es compensada por la aplicación del par al menos durante esos períodos. De esta manera, el riesgo de que el ABS determine incorrectamente la velocidad del vehículo relativa al terreno en sus controles de la velocidad de la rueda se reduce al mínimo, pues la rueda será acelerada por el par de apriete aplicado para acercar su velocidad angular a la velocidad real del vehículo, y así el ABS funcionará con mayor eficacia.

El par de apriete que se aplica a al menos una rueda para acelerar la rueda se puede aplicar constantemente durante el ABS frenando, pero puede, si puede ser alcanzado un control conveniente, aplicarse únicamente durante los períodos en que se libera la fuerza de frenado. En cada caso, el par de apriete aplicado no debe proporcionar ninguna oposición significativa a la fuerza de frenado cuando está aplicada.

El par de apriete que se aplica se deriva de un impulsor principal, tal como un motor, que en uso normal actúa, por ejemplo, a través de una transmisión, para conducir las ruedas en contacto con el terreno para proporcionar al vehículo el movimiento hacia adelante o marcha atrás. De esta manera, el método puede incluir, al menos durante esos períodos cuando se libera la fuerza de frenado y se aplica el par de apriete a al menos una rueda para acelerar la rueda, mantener una velocidad del motor mínima de modo que el par de apriete esté disponible para la aplicación a al menos una rueda para acelerar la rueda, según sea necesario. Prácticamente, la velocidad del motor se puede también mantener durante los períodos alternativos en que se aplica la fuerza de frenado, pero durante esos períodos, el par de apriete para acelerar la rueda no se aplica preferiblemente a la rueda.

De esta manera, el método puede incluir proporcionar una señal a un regulador del motor durante el frenado, al menos cuando se opera el ABS y se desea proporcionar el par de apriete a la rueda para mantener la velocidad del motor a una velocidad mínima. Esto puede implicar no sólo evitar la caída de la velocidad del motor por debajo de la velocidad mínima, sino acelerar la velocidad del motor en caso de necesidad hasta una velocidad mínima si
procede.

El método de la actual invención se puede aplicar no sólo a los tractores, máquinas de excavación/cargamento/tras-
paleo y similares, sino que se puede aplicar a cualquier vehículo rodado donde se desea proporcionar un sistema de frenado con funcionalidad ABS, donde la inercia de las ruedas puede potencialmente introducir errores en la operación del ABS.

No obstante la invención se ha desarrollado específicamente para los vehículos que son tractores y máquinas de trabajo, en cuyo caso el vehículo puede tener un CVT para transmitir potencia del motor o de otro impulsor primero, a los rodillos impulsores del vehículo.

Se apreciará que en una disposición típica, cuando un operario que conduce un vehículo con un CVT en modo automático quita el pie de un pedal de control operado por pie, según la velocidad del motor se reduce en respuesta, el CVT reducirá el cociente de la transmisión entre el motor y las ruedas.

De este modo, en la ejecución del método de la actual invención, durante los períodos en los cuales la fuerza de frenado es liberada por el ABS y se aplica el par de apriete para acelerar la rueda, una señal se puede enviar a un regulador de CVT en vez o preferiblemente además de una señal que es enviada al regulador del motor, para requerir que el CVT seleccione un cociente de la transmisión apropiado para aplicar el par de apriete requerido a la rueda durante los períodos en los cuales se libera la fuerza de frenado.

En caso de que el cociente de la transmisión se fije manualmente, en lugar de que se ajuste automáticamente en respuesta a que un operario quite el pie de un pedal de control de la velocidad del motor operado por pie, el método puede incluir la eliminación de tal ajuste del cociente de la transmisión manual.

Será apreciado que las duraciones óptimas de los períodos en los cuales la fuerza de frenado es aplicada y liberada por el ABS cuando se hace funcionar el ABS dependerán de la velocidad del vehículo. Para los vehículos con ruedas de inercia más inferiores, tales como automóviles, el ABS puede necesitar aplicar y lanzar la fuerza de frenado varias veces cada segundo. Para un tractor y vehículos similares, se puede requerir que el ABS solamente aplique y lance la fuerza de frenado asumamos, una vez por segundo.

Por consiguiente el regulador de la velocidad del motor y/o el regulador de CVT y los sistemas mecánicos asociados, deben poder responder cuando el ABS sea operativo, para aplicar el par de apriete al menos a una rueda para acelerar la rueda y llevar su velocidad angular cerca de la velocidad relativa del vehículo a la carretera, y para no aplicar al menos un par de apriete alto durante los períodos en los que se está aplicando la fuerza de frenado.

El CVT puede ser controlable para reducir el cociente de la transmisión a o hacia cero durante los períodos en los que se aplica la fuerza de frenado, por ejemplo a través de la reducción hidrostática de la presión donde el variador CVT es un motor hidráulico, o la transmisión puede aislar el impulsor principal de la rueda, es decir, por el desacople de un embrague.

Donde la invención se aplica a un vehículo que tiene una clase de transmisión alternativa, por ejemplo una transmisión manual que incluye un embrague mecánico, o un cambio de potencia, transmisión automática o automática-manual, el método puede incluir controlar el motor y/o la transmisión para proporcionar una línea para el par de apriete del impulsor principal para la aplicación a la rueda al menos en los períodos en los que la fuerza de frenado es liberada por el ABS.

Será apreciado que será solamente un requisito realizar el método de la invención cuando se detecta un deslizamiento inminente de la rueda típicamente en circunstancias donde el coeficiente de fricción entre la rueda y el terreno es demasiado bajo como para superar la inercia de la rueda pesada para permitir que la rueda acelere suficientemente durante los períodos en los que se libera la fuerza de frenado. Así el método de la invención puede incluir la determinación de cualquier discrepancia entre la velocidad angular detectada de la rueda y la velocidad del vehículo determinada por el ABS, y la aplicación de par de apriete a la rueda al menos durante los períodos en los cuales se libera la fuerza de frenado, donde se determina que cualquier discrepancia es suficientemente grande para indicar que la rueda no está acelerando para acercar su velocidad angular suficientemente a la velocidad del vehículo durante esos
períodos.

Tal error se puede determinar por un regulador del par que pueda analizar la velocidad real de la rueda detectada, y la compara a una señal de la referencia proporcionada por el ABS que es indicativo de la desaceleración del vehículo determinada por el ABS. Si se desea, puede haber un sensor auxiliar tal como un acelerómetro para proporcionar una entrada al regulador del par indicativo de la velocidad del vehículo relativa al terreno, independiente de cualquier sensor de velocidad de la rueda, para así permitir al regulador del par determinar más exactamente cualquier error entre la velocidad del vehículo determinada por el ABS y la velocidad real del vehículo relativa al
terreno.

Según un segundo aspecto de la invención proporcionamos un vehículo según la reivindicación 11.

El vehículo del segundo aspecto de la invención puede tener cualquiera de las características de un vehículo en el cual el método del primer aspecto de la invención pueda ser realizado.

Los modos de realización de la invención ahora serán descritos referentes a los dibujos de acompañamiento en los cuales:

La Figura 1 es un gráfico que traza una velocidad percibida del vehículo determinada por un ABS contra la velocidad real del vehículo;

La Figura 2 es una ilustración diagramática de un vehículo en la cual la presente invención puede aplicarse;

La Figura 3 es una ilustración diagramática del sistema de control del vehículo de la figura 2;

La Figura 4 es un gráfico que muestra la desaceleración del vehículo esperada por el ABS, la velocidad real de la rueda y la velocidad del motor sin aplicarse el método de la presente invención;

La Figura 5 es un gráfico similar a la figura 4, cuando el método de la invención se lleva a cabo.

Refiriéndonos a la figura 2, un vehículo 15 incluye en este ejemplo cuatro ruedas de contacto con el terreno 16-19, cada una de las cuales es manejable gracias a un elemento accionador primero 20, que en este ejemplo es un motor convencional, vía una transmisión 22.

El motor 20 es controlado por un regulador del motor (por ejemplo se conoce como sistema de gerencia del motor) 24, mientras que la transmisión 22, en este caso una transmisión 22 de CVT, es controlada por un regulador 25 de la transmisión.

Cada una de las ruedas 16-19 son ruedas frenadas, existiendo un sistema de frenado 28 con capacidad ABS, con un regulador ABS 30, y en este ejemplo un control de freno mecánico, es decir un pedal 31. El sistema de frenado 28 podría ser un sistema de frenado eléctrico (EBS) si así se desease con un control del frenado no mecánico, o puede tener control electromecánico, y allí donde un control mecánico del frenado 31, éste sería, si así se quisiera, un control manual.

De acuerdo con la actual invención, el vehículo 15 incluye un regulador 35 del par que está conectado con cada uno de los sistemas de frenado 28, el regulador 24 del motor y un regulador 25 de la transmisión según lo descrito a continuación.

Refiriéndonos a la figura 3, el sistema de frenado 28 tiene entradas no sólo del control del freno 31, sino también de los sensores de velocidad de la rueda 38. Cada rueda 16-19 del vehículo tiene preferiblemente su propio sensor de velocidad, por ejemplo, proporcionado típicamente por un elemento dentado que rota con la rueda 16-19, habiendo una toma de velocidad inductiva u otro sensor, o alternativamente un escáner óptico que cuenta los dientes mientras pasan. Podría proporcionarse cualquier otro tipo de sensor de velocidad de la rueda.

En otro ejemplo, solamente la rueda delantera 16, 18 o solamente las ruedas traseras 17, 19 puede tener sensores de velocidad de la rueda.

En cada caso, los sensores de velocidad de la rueda 38 detectan la velocidad rotatoria de sus ruedas respectivas 16-19 que puede convertirse en velocidad angular en el sensor, o en el sistema de frenado 28 en general.

Se muestra un regulador 30 del ABS incluido dentro del sistema de frenado 28, y en caso que el sistema de frenado 28 determine que cualquier rueda 16-19 se está deslizando o está a punto de deslizarse relativa al terreno, el regulador 30 del ABS varía la fuerza de frenado aplicada a la rueda respectiva 16-19, entre, en períodos alternativos, un estado aplicado en el cual se aplica la fuerza de frenado, y un estado liberado en el cual se libera la fuerza de frenado. De lo contrario, el sistema de frenado 28 aplica una fuerza de frenado constante a todas las ruedas, dependiendo de la entrada del pedal 31.

En un ejemplo, el ABS puede ser proporcional en el sentido de que cuando se aplica la fuerza de frenado, la fuerza de frenado se sostiene durante un período de "activación" antes de ser liberada, o la fuerza de frenado se puede liberar casi inmediatamente después de la aplicación.

Para lograr un frenado seguro, cuando se aplican los frenos, un observador 40 de la velocidad del vehículo del sistema de frenado 28 determina la velocidad del vehículo a partir de la entrada del sensor de velocidad de la rueda 38, y en caso de que se determine que una rueda está deslizándose o está a punto de deslizarse, se proporciona una entrada indicativa de velocidad del vehículo, al regulador 30 del ABS según se indica en la caja de lógica 41 en la figura 3. El observador 40 de la velocidad del vehículo, haciendo las comparaciones entre las velocidades detectadas de cada una de las ruedas 16-19 o pares de ruedas 16-19, es capaz de determinar si una rueda o las ruedas 16-19 está deslizándose o a punto de deslizarse relativa al terreno. En caso de que no se determine ningún deslizamiento o deslizamiento potencial, se aplicarán los frenos para detener la velocidad del vehículo, convencionalmente con una fuerza de frenado que se aplica continuamente. Sin embargo, en caso de que se determine que una rueda está deslizándose o puede estar a punto de deslizarse, el regulador 30 del ABS aplica una fuerza de frenado variable a esa rueda
16-19.

La magnitud de la fuerza de frenado durante los períodos en los cuales se aplica la fuerza de frenado variable, y las duraciones relativas de los períodos de la fuerza de frenado aplicados y no-aplicados alternos, es determinada por el regulador 30 del ABS para detener la velocidad del vehículo mientras se mantiene la capacidad de dirección, dentro de un período predeterminado. Mientras se está aplicando la fuerza de frenado variable, el regulador 30 del ABS determina la velocidad del vehículo de los sensores de velocidad de la rueda 38 y continúa aplicando la fuerza de frenado variable hasta que se determina que, o bien la velocidad del vehículo es cero, o el deslizamiento de la rueda ya no está ocurriendo, o el operador deja de frenar.

Se entiende que la velocidad angular de las ruedas 16-19, al menos durante los períodos en los cuales se libera la fuerza de frenado variable, debería ser igual a la velocidad real del vehículo. No obstante según lo explicado arriba, en caso de que las ruedas 16-19 sean grandes y pesadas y posean así inercia substancial, y particularmente en el caso de un coeficiente de fricción bajo entre la rueda 16-19 y el terreno, una rueda 16-19 a la cual una fuerza de frenado variable es aplicada por el regulador 30 del ABS no puede acelerar suficientemente en los períodos en los que la fuerza de frenado es liberada por el ABS para acercar su velocidad angular a la velocidad del vehículo.

El efecto de ello se ilustra en la figura 1 como se describe arriba, y también en la figura 4. En la figura 4, hay un gráfico que ilustra el diagrama indicado en 42, la señal de la referencia es indicativa de la desaceleración estimada del vehículo determinada por el regulador 30 del ABS. El eje Y del gráfico de la figura 4 traza así la velocidad del vehículo contra el tiempo.

El diagrama 43 indica la velocidad real de la rueda detectada para una rueda 16-19 en la cual una fuerza de frenado variable está siendo aplicada por el regulador 30 del ABS, indicando el eje Y la velocidad detectada de la rueda.

El diagrama en 44 indica la velocidad del motor, la cual disminuye rápidamente de una velocidad del motor I cuando el operador levanta el pie del acelerador del vehículo para poner el pie en el control 31 del freno. De este modo, para todos los diagramas, el eje X traza el tiempo.

Para evitar la posibilidad de que la rueda 16-19 a la cual la fuerza de frenado variable se aplica quede bloqueada antes de que se haya detenido la velocidad del vehículo, al menos durante los períodos en los cuales se libera la fuerza de frenado, un par de apriete se aplica a la rueda 16-19 para facilitar que la rueda que acelera acerque su velocidad angular al menos a la velocidad de tierra del vehículo real.

Refiriéndonos otra vez a la figura 3, en caso de que se aplique fuerza de frenado variable a cualquier rueda 16-19, una salida del sistema de frenado 28 se introduce a lo largo de la línea 45 y entra al regulador 35 del par de apriete. La salida del sistema de frenado 28 incluye la información y datos referentes a la velocidad detectada de la rueda de los sensores de velocidad de la rueda 38, y puede incluir la señal 42 de referencia (véase la figura 4) dando la velocidad del vehículo determinada por el regulador 30 del ABS, y que puede ser inferior a la velocidad verdadera del vehículo. Sin embargo, si se desea, el regulador 35 del par puede efectuar su propia evaluación de la velocidad del vehículo.

En cada caso, el regulador 35 del par de apriete, usando un algoritmo, compara la velocidad detectada y la velocidad determinada 42 de la rueda del vehículo para establecer si es probable que la rueda 16-19 esté, durante los períodos en los cuales se libera la fuerza de frenado, acelerando para acercar su velocidad angular a la velocidad del vehículo relativa al terreno.

En la figura 4, puede verse que la fuerza de frenado se aplica inmediatamente, en sección a del diagrama 43, la velocidad de la rueda disminuirá perceptiblemente, pero cuando la fuerza de frenado se aplica después, en la sección b del diagrama 43, la velocidad de la rueda no ha aumentado a una velocidad que correspondía a la esperada para la desaceleración constante del vehículo indicada en el diagrama 42 durante el período correspondiente. Es decir, la forma del diagrama 43 sobre las secciones a y b parecería indicar que hay deslizamiento de la rueda relativa al terreno durante los períodos de fuerza de frenado variable en los que la fuerza de frenado no se está aplicando.

Para compensar, el regulador 35 del par funciona para aplicar un cierto par de apriete a la rueda relevante 16-19 al menos durante los períodos en los cuales se libera la fuerza de frenado.

Esto se puede lograr de diversas maneras.

En el ejemplo descrito particularmente, la transmisión 22 es un CVT. Normalmente con la transmisión CVT 22 que funciona en modo automático, cuando el operador levanta el pie del pedal del acelerador, la velocidad del motor 20 disminuye según lo indicado en el diagrama 44 del gráfico de la figura 4 hacia una velocidad al ralentí. Además, el regulador 25 de la transmisión respondería reduciendo el cociente de transmisión, según se reduce la velocidad del motor 20.

De acuerdo con la invención, el regulador 35 del par actúa tanto para evitar que el regulador 25 de la transmisión reduzca el cociente de la transmisión al menos hacia o a cero, y preferiblemente debajo de un cociente predeterminado de la transmisión, y para mantener una velocidad mínima del motor 20, controlando preferiblemente el índice de la disminución de la velocidad del motor, al menos durante los períodos variables de la fuerza de frenado en los cuales la fuerza de frenado es liberada por el regulador 30 del ABS.

Esto se consigue al enviar el regulador 35 del par una señal a lo largo de la línea 50 al regulador 25 de la transmisión. Simultáneamente, el regulador 35 del par envía una señal a lo largo de una línea 51 al regulador 24 del motor, para controlar el índice en el cual la velocidad del motor 20 se reducirá hacia una velocidad al ralentí, o si el motor 20 está revolucionándose por debajo de una velocidad mínima predeterminada, para causar la aceleración de la velocidad del motor a una velocidad mínima. Cada uno de los reguladores 24 de la velocidad del motor y del regulador 25 de la transmisión puede proporcionar entradas al regulador 35 del par indicativas del estado del motor 20 y la transmisión 22, las cuales entradas se pueden utilizar por el regulador 35 del par cuidadosamente para controlar el par de apriete aplicado a la rueda de acuerdo con el propio algoritmo del regulador 35 del par.

El regulador 35 del par puede ser dispuesto para actuar para garantizar que el par de apriete se aplique a la rueda deslizante o potencialmente deslizante únicamente durante los períodos en los cuales el regulador 30 del ABS libera la fuerza de frenado.

Sin embargo en la práctica, donde el regulador 35 del par sea incapaz de procesar los datos con la suficiente rapidez, o los datos no se suministren con la suficiente rapidez, puede no ser posible asegurarse de que el par de apriete se aplique únicamente durante los períodos en los cuales la fuerza de frenado es liberada por el ABS. Por consiguiente en una propuesta, un par de apriete medio se aplica a la rueda durante todo el tiempo en el cual se aplica el regulador 30 del ABS, sosteniendo y liberando la fuerza de frenado. El par de apriete aplicado, aunque adecuado para acelerar la rueda cuando se libera la fuerza de frenado, no es lo suficientemente perjudicial como para afectar el frenado cuando se aplica y se sostiene la fuerza de frenado.

En un ejemplo, la transmisión 22 puede incluir un embrague 53 al cual pueda enviar una señal del regulador 35 del par a lo largo de una línea 54 para contratar y para desunir el embrague 53 y por lo tanto el par de apriete transmitido a una rueda deslizante 16-19, conjuntamente con el regulador 30 del ABS que libera, aplica y lleva a cabo la fuerza de frenado. No obstante en otro ejemplo, el regulador 35 del par puede aplicar el par de apriete solamente durante los períodos en los cuales el ABS libera la fuerza de frenado, aumentando el cociente de la transmisión del CVT 22 a partir de cero durante estos períodos, es decir, con el aumento hidrostático de la presión donde el variador CVT es un motor hidráulico y donde el CVT 22 es capaz de responder rápidamente a las señales del regulador 35 del par de apriete.

Donde no está un CVT la transmisión 22, el regulador 35 del par puede funcionar solamente un embrague 53 para alcanzar la aplicación del par a la rueda frenada al menos cuando la fuerza de frenado es liberada por el ABS, pero preferiblemente a la vez que se controla la velocidad del motor 20 para asegurarse de que el motor 20 acelera a una velocidad adecuada para que el par de apriete esté disponible para su aplicación en la rueda. Donde la transmisión es un CVT, el cociente de la transmisión se puede reducir durante los períodos en los cuales se aplica el frenado, por ejemplo, por la reducción hidrostática de la presión donde el variador es un motor hidráulico, de nivel más alto.

En cada caso, el regulador 35 del par funcionará según un algoritmo que establezca las circunstancias bajo las cuales el par de apriete se aplica a una rueda frenada, y la cantidad de par de apriete que se aplicará del motor 20, controlando la velocidad del motor 20 y la relación 22 de la transmisión y/o el embrague 53, dependiendo de la referencia 42 u otra estimación de la velocidad del vehículo, y las señales de la velocidad de la rueda recibidas del sistema de frenado 28, y de entradas del regulador 24 de la velocidad del motor y del regulador 25 de la transmisión.

Se aprecia que aunque se usa el ABS para obtener los datos para su operación, el regulador 35 del par de la invención no interfiere con la operación normal del sistema de frenado 28, sino que es una adición que permite a los ABS ser utilizados con mayor eficacia en un vehículo con ruedas de inercia alta en superficies de terreno de baja fricción.

En la figura 5, el gráfico indica el efecto de realizar la actual invención. La curva 42 es de nuevo una señal de la referencia indicativa del índice de desaceleración del vehículo determinado por el ABS mientras el regulador 30 del ABS aplica la fuerza de frenado variable a la rueda 16-19. La curva 43 lo indica aplicando un par de apriete a la rueda durante los períodos en los cuales se libera la fuerza de frenado, la rueda acelera durante esos períodos conforme a la desaceleración del vehículo mostrada por la curva 42. Así, no se engaña al sistema de frenado 28 para que determine incorrectamente la velocidad del vehículo simplemente usando las señales del sensor de velocidad de la rueda 38. La Figura 5 también muestra en la curva 44 el índice controlado de la disminución de la velocidad del motor alcanzada por el regulador 35 del par para una transmisión de CVT 22.

Varias modificaciones pueden ser efectuadas sin salir del alcance de la invención.

Si se desea, el regulador 35 del par se puede proporcionar con datos indicativos de la velocidad del vehículo de una fuente independiente del sistema de frenado 28 del ABS. Por ejemplo, el regulador 35 del par puede recibir una entrada de uno o más acelerómetros 49, de modo que para mejorar la capacidad del regulador 35 del par para determinar cuándo la velocidad detectada de la rueda y la velocidad del vehículo indican el deslizamiento de la rueda cuando el ABS es operativo, durante los períodos cuando se libera la fuerza de frenado, está ocurriendo.

En un vehículo sin un CVT 22, el regulador 35 del par puede controlar únicamente la velocidad del motor 20 y un embrague 53 para permitir la aplicación del par de apriete.

A pesar de que preferiblemente el sistema de frenado 28 y especialmente el regulador 30 del ABS y el convertidor 35 del par están operacionalmente separados, si se desea se puede combinar al menos un solo regulador en términos del hardware para reducir componentes y complejidad del sistema.

Los varios componentes del sistema de control descritos, es decir incluyendo el sistema de frenado 28 del ABS, el regulador 35 del par de apriete, los sensores 38 de la rueda, el regulador 24 del motor y el regulador 25 de la transmisión donde se suministren, y el embrague 53 donde se suministre, pueda ser conectado vía un CAN bus, pero puede ser conectado de otra manera, por ejemplo por medios que incluyan conexiones sin cables, según se desee.

Aunque la invención se ha descrito particularmente en lo referente a un vehículo tal como un tractor o una máquina de trabajo, la invención se puede aplicar a otros vehículos en los que puede haber un problema con el deslizamiento de la rueda en los períodos en los cuales el ABS libera la fuerza de frenado, debido a la alta inercia de la rueda y al bajo coeficiente de fricción entre la rueda y el terreno, o por cualquier otra razón.

Claims (11)

1. Un método de frenar un vehículo (15) que incluye ruedas de contacto con el terreno (16-19), y un sistema de frenado (28) con capacidad de ABS y que incluye un control del freno actuado por operador (31), el ABS siendo operativo en respuesta al operador que actúa el control del freno (31), y al detectar el sistema de frenado (28) el deslizamiento o el deslizamiento inminente de al menos una de las ruedas de contacto con el terreno (16-19) relativa al terreno, para variar la fuerza de frenado aplicada a al menos una de las ruedas (16-19) entre, en períodos alternativos, un estado aplicado en el cual se aplica la fuerza de frenado, y un estado liberado en el cual se libera la fuerza de frenado, y se caracteriza en que el método incluye la aplicación de los frenos operando el control del freno (31), y cuando el deslizamiento o el deslizamiento inminente de al menos una de las ruedas de contacto con el terreno (16-19) se detecta, la operación del ABS, y la aplicación de un par de apriete para ayudar a la aceleración de al menos una rueda (16-19) al menos durante los períodos en los cuales la fuerza de frenado es liberada por el ABS.

2. Un método según la reivindicación 1 caracterizado por el hecho de que el par de apriete que se aplica se deriva de un motor (20) que en uso normal, actúa para accionar las ruedas (16-19) para proporcionar al vehículo (15) movimiento hacia adelante o atrás.

3. Un método según la reivindicación 2 caracterizado por el hecho de que el método incluye, al menos durante los períodos en los cuales se libera la fuerza de frenado y el par de apriete se aplica al menos a una rueda (16-19) para acelerar la rueda (16-19), proporcionar una señal a un regulador del motor (24), al menos cuando el ABS se opera para mantener la velocidad del motor (20) a una velocidad mínima.

4. Un método según la reivindicación 3 caracterizado por el hecho de que el regulador del motor (24) responde a la señal acelerando la velocidad del motor (20) hasta una velocidad mínima si la velocidad del motor está por debajo de la velocidad mínima.

5. Un método según la reivindicación 3 o la reivindicación 4 caracterizado por el hecho de que el vehículo (15) tiene un CVT (22) para transmitir potencia del motor (20), a las ruedas de tracción (16-19) del vehículo (15), y durante los períodos en los cuales la fuerza de frenado es liberada por el ABS y se aplica el par de apriete para acelerar al menos una rueda (16-19), una señal se envía a un regulador de CVT (25), para requerir que el CVT (22) seleccione un cociente de la transmisión apropiado para aplicar el par de apriete requerido a al menos una rueda (16-19).

6. Un método según la reivindicación 5 caracterizado por el hecho de que el CVT (22) es controlable para reducir el cociente de la transmisión a o hacia cero durante los períodos en los que se aplica la fuerza de frenado.

7. Un método según la reivindicación 6 caracterizado por el hecho de que la transmisión (22) incluye un variador que es un motor hidráulico y el cociente de la transmisión varía durante los períodos mientras que la fuerza de frenado es aplicada aumentando la presión hidrostática, o la transmisión (22) aísla el motor (20) de al menos una rueda (16-19) con la retirada de un embrague (53) durante los períodos en los cuales se aplica la fuerza de frenado.

8. Un método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes caracterizado por el hecho de que el método incluye determinar cualquier discrepancia entre la velocidad angular de la rueda detectada (16-19) y la velocidad del vehículo (15) determinada por el ABS, y la aplicación del par de apriete a la rueda (16-19) al menos durante los períodos en los cuales se libera la fuerza de frenado, donde cualquier discrepancia se determina para ser suficientemente grande como para indicar que al menos una rueda (16-19) no está acelerando para traer su velocidad angular suficientemente hacia la velocidad real del vehículo (15) durante esos períodos.

9. Un método según la reivindicación 8 caracterizado por el hecho de que tal error es determinado por un regulador del par (35) el cual analiza la velocidad real de la rueda (16-19) detectada, y la compara con una señal de referencia proporcionada por el ABS que es indicativa de la desaceleración del vehículo (15) determinada por el ABS.

10. Un método según la reivindicación 8 o la reivindicación 9 caracterizado por el hecho de que un sensor auxiliar (49) proporciona una entrada al regulador del par (35) indicativa de la velocidad del vehículo (15) relativa al terreno, independiente de cualquier sensor de velocidad de la rueda.

11. Un vehículo (15) que incluye ruedas de contacto con el terreno (16-19), y un sistema de frenado (28) con capacidad ABS y que incluye un control del freno actuado por operario (31), siendo el ABS operativo al frenar el sistema (28) que detecta el deslizamiento o deslizamiento inminente de al menos una de las ruedas de contacto con el terreno (16-19) relativas al terreno, para variar la fuerza de frenado aplicada a al menos una de las ruedas (16-19) entre, en períodos alternativos, un estado aplicado en el cual se aplica la fuerza de frenado, y un estado liberado en el cual la fuerza de frenado se libera, y se caracteriza por el hecho de que el vehículo (15) incluye un regulador del par (35) que es operativo para aplicar el par de apriete de ayuda a la aceleración al menos de una rueda (16-19) al menos durante los períodos en los cuales la fuerza de frenado es liberada por el ABS.