ES2342542T3 - Dispositivo para controlar un freno servo-asistido de un vehiculo a motor. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo (10) de control para un freno de un vehículo a motor, en particular para un freno de aparcamiento, que comprende: una unidad actuadora (30, 32, 34, 36), dispuesta para aplicar una fuerza de tensión sobre al menos un cable (12a) de accionamiento provisto de una vaina (14a), y una unidad (50) de detección de fuerza, para proporcionar una señal indicativa de la fuerza aplicada sobre el citado al menos un cable (12a) de accionamiento; en el que la unidad (50) de detección de fuerza comprende: medios elásticos (58) dispuestos para deformarse como resultado de la fuerza de tensión aplicada por la unidad actuadora (30, 32, 34, 36) sobre el citado al menos un cable (12a) de accionamiento, y medios sensores (64, 66, 68), para detectar la deformación de los citados medios elásticos (58), que se caracteriza porque dichos medios elásticos (58) están acoplados a una porción extrema (22a) de la vaina (14a), con lo que dicha unidad (50) de detección de fuerza proporciona directamente una medición de la fuerza que actúa sobre la vaina (14a).
Description
Dispositivo para controlar un freno
servo-asistido de un vehículo a motor.
La presente intención se refiere a un
dispositivo para controlar un freno servo-asistido
para un vehículo a motor, en particular un freno de aparcamiento,
del tipo que comprende una unidad actuadora dispuesta para aplicar
una fuerza de tensión sobre al menos un cable de accionamiento de
freno, y una unidad detectora de fuerza adaptada para proporcionar
una señal indicativa de la fuerza aplicada sobre el cable de
accionamiento.
Un cable de este tipo se describe en la
Solicitud de Patente Internacional núm. WO 98/56633. Este
dispositivo de control comprende un motor eléctrico que acciona, a
través de una unidad reductora de engranajes, un mecanismo de
tornillo macho-y-hembra, en el que
el tornillo está conectado rígidamente a un miembro actuador con el
fin de provocar que este último se mueva axialmente. Un extremo del
cable de accionamiento está montado en el miembro actuador a través
de un paquete de muelles, de tal manera que puede moverse axialmente
con relación al miembro actuador contra la acción de empuje
elástico ejercida por el paquete de muelles. Una unidad detectora
de fuerza, para detectar directamente la fuerza ejercida sobre el
cable de accionamiento por el miembro actuador, está asociada al
miembro actuador. La unidad detectora comprende un sensor de
movimiento que detecta el movimiento relativo entre el miembro
actuador y el cable de accionamiento debido a la compresión del
paquete de muelles.
El principal inconveniente de este dispositivo
está representado por la pérdida de operatividad en caso de fallo
de la unidad detectora de fuerza, puesto que esta última está
montada directamente en la cadena accionadora entre el cable de
accionamiento y el actuador de tipo tornillo.
Un ejemplo adicional de dispositivo de control
del tipo especificado en lo que antecede, es conocido a partir de
la Solicitud de Patente Internacional núm. WO 02/57122. Este
dispositivo de control conocido comprende un motor eléctrico que
acciona, a través de una unidad reductora de engranajes, la rotación
de un tornillo que engrana con una tuerca axialmente móvil. El
cable de accionamiento esta sujeto a un extremo de la tuerca de
tornillo de manera que se tira del mismo, o es liberado, por medio
de esta última. El tornillo está montado de forma axialmente
flotante y se tira del mismo, como resultado de la fuerza ejercida
sobre el cable de accionamiento y por lo tanto sobre la tuerca de
tornillo, contra un resorte intercalado entre el extremo del
tornillo que se enfrenta al cable y la superficie de tope del
dispositivo. Un sensor de posición detecta la compresión del
resorte y permite que se aplique la fuerza ejercida por el
dispositivo de control sobre el cable de accionamiento.
En comparación con la técnica anterior discutida
en lo que antecede, este dispositivo de control proporciona una
unidad detectora de fuerza desacoplada del cable de accionamiento,
puesto que no está intercalado entre el cable y el tornillo
accionador. Sin embargo, este dispositivo tiene el inconveniente de
un tamaño axial considerable. De hecho, con el fin de que el
dispositivo de control sea capaz de actuar también en caso de fallo
de la unidad de detección de fuerza (es decir, del muelle sobre el
que actúa el tornillo), la longitud tanto de la porción roscada del
tornillo como de la porción del tornillo sobre la que está acoplada
la rueda de engranaje de salida de la unidad reductora de
engranajes, ha de ser incrementada en una cantidad igual al
desplazamiento que podría resultar de un posible frenazo, cantidad
que podría incluso ser igual a la longitud restante global del
muelle.
El documento WO 2004/020265 divulga un
dispositivo para medir la fuerza transmitida a través de un cable de
accionamiento, en particular para un freno de aparcamiento de un
vehículo, comprendiendo el dispositivo un par de elementos que
están previstos para ser conectados con un miembro actuador de una
unidad actuadora, y con un extremo del cable, respectivamente, y
que son susceptibles de moverse cada uno con relación al otro a lo
largo del eje del cable. Un resorte está intercalado entre los dos
elementos de modo que flexiona con el movimiento relativo de estos
últimos. La deflexión del resorte se mide mediante un sensor para
proporcionar una medición indicativa de la fuerza transmitida a
través del cable.
Un objeto de la presente invención consiste en
proporcionar un dispositivo para controlar un freno de un vehículo
a motor, que sea capaz de eliminar los inconvenientes de la técnica
anteriormente mencionados.
Este y otros objetos se han alcanzado plenamente
de acuerdo con la invención, por medio de un dispositivo de control
que tiene el conjunto de características que se definen en la
porción caracterizadora de la reivindicación 1.
Las características y ventajas de la presente
invención se pondrán de manifiesto a partir de la descripción
detallada que sigue, dada únicamente a título de ejemplo no
limitativo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los
que:
La Figura 1 es una vista en perspectiva global,
parcialmente en sección, de un dispositivo para controlar un freno
de un vehículo a motor, en particular un freno de aparcamiento
servo-asistido, de acuerdo con una realización
preferida de la presente invención;
La Figura 2 es una vista en perspectiva que
muestra en detalle la unidad detectora del dispositivo de control
de la Figura 1, y
La Figura 3 es una vista en sección axial de la
unidad detectora de la Figura 2.
Haciendo referencia, en primer lugar, a la
Figura 1, el número 10 generalmente indica un dispositivo de control
previsto para controlar un freno de aparcamiento de un vehículo a
motor (de un tipo en sí conocido y no mostrado), a través de un par
de cables 12a, 12b de accionamiento, que deslizan por el interior de
respectivas vainas 14a, 14b.
El dispositivo 10 comprende un alojamiento 16
externo (parcialmente mostrado), una cara frontal 19 con un par de
asientos cilíndricos 20a, 20b en los que se han recibido porciones
extremas 22a y 22b de las dos vainas 14a y 14b. Un extremo 24a, 24b
de vaina ha sido acoplado a cada porción 22a, 22b extrema,
respectivamente, de las vainas 14a, 14b de manera que deslizan
axialmente en el respectivo asiento cilíndrico 20a, 20b. Cada cable
12a, 12b de accionamiento pasa a través del respectivo extremo 24a,
24b de vaina, y está conectado con una porción 26a, 26b extrema del
mismo a un respectivo extremo 28a, 28b de cable.
El dispositivo de control comprende además una
unidad actuadora que incluye un motor 30, por ejemplo un motor
eléctrico, y un mecanismo para convertir el movimiento giratorio en
un movimiento lineal, que en el ejemplo mostrado consiste en un
mecanismo que tiene un tornillo 32 y una tuerca 34 de tornillo. El
tornillo 32 es girado por medio del motor a través de una unidad 36
reductora de engranajes. La tuerca 34 de tornillo engrana con el
tornillo 32 y está alojada en un soporte de
tuerca-tornillo, generalmente indicado con 38,
axialmente deslizante a lo largo de un par de paredes 40a, 40b
laterales del alojamiento 16. La tuerca 34 de tornillo está
impedida para girar y es de traslación rápida con el soporte 34 de
tuerca-tornillo, con lo que, como resultado de la
rotación impartida por el motor 30 al tornillo 32, la tuerca 34 de
tornillo y el soporte 38 de tuerca-tornillo, se
trasladan axialmente a modo de cuerpo rígido. En el soporte 38 de
tuerca-tornillo están alojados también, con el fin
de deslizar axialmente, un par de elementos huecos 42a, 42b de
soporte, a los que se ha sujetado un respectivo extremo 28a, 28b de
cable. Los dos elementos huecos 42a, 42b de soporte están
conectados, por medio de pernos 43 de conexión, a los extremos de un
balancín 44 articulado, en un punto central 46, al soporte 38 de
tuerca-tornillo. Los dos elementos huecos 42a, 42b
de soporte, junto con los extremos 28a, 28b de cable, pueden ser
así arrastrados axialmente por el soporte 38 de
tuerca-tornillo, sirviendo el balancín 44 para
equilibrar las fuerzas ejercidas por la unidad actuadora sobre los
dos cables 12a, 12b de accionamiento.
Cuando se activa el motor eléctrico 30, la
rotación del tornillo 32 ocasiona la traslación de la tuerca 34 de
tornillo y de todos los miembros mecánicos conectados a la misma, es
decir, el soporte 38 de tuerca-tornillo, el
balancín 44, los elementos huecos 42a, 42b de soporte, los extremos
28a, 28b de cable, y con ello de los cables 12a, 12b de
accionamiento. En consecuencia, se generan fuerzas tensoras sobre
los cables 12a, 12b de accionamiento, y se generan fuerzas de
compresión sobre las vainas 14a, 14b que son directamente
proporcionales a las reacciones de contención del sistema mecánico
(sistema de freno de aparcamiento) controlado por el dispositivo
10. La misma fuerza actúa sobre los cables 12a, 12b, y por lo tanto
sobre ambas vainas 14a, 14b, puesto que el balancín 44 compensa las
posibles faltas de equilibrio en el sistema mecánico controlado por
el dispositivo 10. La fuerza de compresión sobre la vaina 14a actúa
sobre una unidad detectora de fuerza, generalmente indicada con 50,
que va a ser descrita con detalle en lo que sigue, mientras que la
fuerza de compresión sobre la vaina 14b actúa directamente sobre el
alojamiento 16 del dispositivo de control. De hecho, gracias al uso
del balancín 44, solamente se necesita una unidad detectora de
fuerza asociada a cualquiera de las vainas.
Haciendo ahora referencia, en particular, a las
Figuras 2 y 3, la unidad 50 detectora de fuerza comprende:
un separador 52 provisto de una pestaña 54
radial sobre la que apoya un escalón 56 del extremo 24a de
vaina;
un paquete de muelles 58, con preferencia
muelles Belleville, con el fin de que las dimensiones axiales del
dispositivo sean limitadas, intercalados entre una superficie 60 de
tope del alojamiento 16 y la pestaña 54 radial del separador
52;
un cursor 62 contra el que apoya el separador
52;
un imán permanente 64 portado por el cursor
62;
un circuito impreso 66 que soporta un sensor 68
de efecto Hall, y
un resorte 70 de compensación, interpuesto entre
el cursor 62 y otra superficie 72 de tope del alojamiento 16.
También está provisto ventajosamente un anillo
74 de retención que hace tope contra la pestaña 54 radial del
separador 52, con el fin de sujetar axialmente los diversos
componentes de la unidad detectora que se han enumerado en lo que
antecede.
La unidad 50 detectora opera como sigue. La
fuerza de compresión ejercida sobre la vaina 14a, actúa sobre el
paquete de muelles 58 a través del extremo 28a de la vaina y del
separador 52, ocasionando con ello una reducción en cuanto a la
longitud del mismo, que es proporcional a la fuerza ejercida. El
desplazamiento del separador 52 y del cursor 62 resultante del
acortamiento del paquete de muelles 58, es detectado por el sensor
68 Hall, el cual puede detectar la variación del flujo magnético
producido por la variación de la posición relativa con respecto al
imán permanente 64 portado por el cursor 62. La señal de salida del
sensor 68, que es indicativa del valor de la fuerza aplicada sobre
la vaina 14a, y por tanto sobre el cable 12a de accionamiento, es
enviada a una unidad de control electrónico (no mostrada), dispuesta
para gestionar la activación o la desactivación del motor 30.
Por ejemplo, aunque el dispositivo de control
conforme a la invención se haya descrito con referencia a una
realización con dos cables de accionamiento, también es claramente
factible una realización con un único cable. La disposición con dos
cables conectados cada uno con el otro por medio de un balancín, es
no obstante la preferida, puesto que permite reducir a la mitad el
valor de la fuerza que ha de ser detectada por el sensor de fuerza,
y por lo tanto reducir el tamaño del sensor.
Claims (11)
1. Un dispositivo (10) de control para un freno
de un vehículo a motor, en particular para un freno de aparcamiento,
que comprende:
- una unidad actuadora (30, 32, 34, 36), dispuesta para aplicar una fuerza de tensión sobre al menos un cable (12a) de accionamiento provisto de una vaina (14a), y
- una unidad (50) de detección de fuerza, para proporcionar una señal indicativa de la fuerza aplicada sobre el citado al menos un cable (12a) de accionamiento;
en el que la unidad (50) de detección de fuerza
comprende:
- medios elásticos (58) dispuestos para deformarse como resultado de la fuerza de tensión aplicada por la unidad actuadora (30, 32, 34, 36) sobre el citado al menos un cable (12a) de accionamiento, y
- medios sensores (64, 66, 68), para detectar la deformación de los citados medios elásticos (58),
- que se caracteriza porque dichos medios elásticos (58) están acoplados a una porción extrema (22a) de la vaina (14a), con lo que dicha unidad (50) de detección de fuerza proporciona directamente una medición de la fuerza que actúa sobre la vaina (14a).
2. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que los citados medios elásticos (58)
comprenden un paquete de muelles Belleville.
3. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 1 o la reivindicación, 2, en el que dichos medios
sensores (64, 66, 68) comprenden:
- un imán permanente (64), dispuesto para desplazarse con la deformación de los citados medios elásticos (58), y
- un sensor (66) de efecto Hall, para detectar el desplazamiento del imán (64).
4. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 1, del tipo que comprende también un alojamiento
(16), en el que los citados medios elásticos (58) están
intercalados entre una superficie (60) de tope del citado
alojamiento (16) y la citada porción extrema (22a) de la vaina
(14a).
5. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 4, que comprende además un separador (52) intercalado
entre la citada porción extrema (22a) de la vaina (14a) y los
citados medios elásticos (58).
6. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 3, que comprende además un cursor móvil (62) que
porta el citado imán (64) permanente.
7. Un dispositivo de acuerdo con las
reivindicaciones 5 y 6, en el que el cursor (62) puede ser movido
por el separador (52).
8. Un dispositivo de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 4 a 7, que comprende además medios (70)
para compensación de juegos, que están intercalados entre la citada
porción extrema (22a) de la vaina (14a) y el alojamiento (16).
9. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 8 cuando depende de la reivindicación 6, en el que
los citados medios (70) para la compensación de juegos comprenden
un resorte contra el que apoya el cursor (62).
10. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que la citada unidad actuadora (30, 32, 34,
36) comprende un motor eléctrico (30) y un mecanismo que tiene un
tornillo (32) y una tuerca (34) de tornillo, estando la tuerca (34)
de tornillo conectada a dicho al menos un cable (12a) de
accionamiento.
11. Un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 10, en el que un balancín (44) conectado a un par de
cables (12a, 12b) de accionamiento, está articulado en la tuerca
(34) de tornillo.
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