ES2560465T3

ES2560465T3 - Método para el funcionamiento de un sistema de frenado, sistema de frenado en el que se realiza el método y vehículo de motor con uno de estos sistemas de frenado

Info

Publication number: ES2560465T3
Application number: ES11754356.1T
Authority: ES
Inventors: Thorsten Ullrich; Christian Albrich Von Albrichsfeld; Jürgen KARNER; Jochen FÜHRER
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2010-09-03
Filing date: 2011-09-01
Publication date: 2016-02-19
Anticipated expiration: 2031-09-01
Also published as: EP2611660B1; CN103189253B; WO2012028700A1; DE102010040190A1; US20130211685A1; EP2611660A1; HUE028617T2; KR20130102064A; CN103189253A; KR101884959B1; US9233676B2

Abstract

Método para el funcionamiento de un sistema (1) de frenado con dos circuitos (210, 216) de frenado, con un freno recuperativo, en especial un generador (310) eléctrico, un cilindro (5) principal de frenado y un pedal (2) de frenado, siendo abierta en el caso de un deseo de frenado del conductor con un par nominal de frenado correspondiente y en presencia de una primera condiciones al menos una válvula (240, 242, 244, 246) de salida de un circuito de frenado y se conduce líquido de frenado con un volumen de líquido de frenado correspondiente a al menos un acumulador (250, 252) de uno de los circuitos de frenado y a continuación se cierra la al menos una válvula (240, 242, 244, 246) de salida, cuando exista una segunda condición, estando presente la primera condición, cuando una magnitud de frenado, que se corresponda con el deseo de frenado, no rebasa por abajo un valor mínimo prefijado y estando presente la segunda condición, cuando el volumen de líquido de frenado haya fluido al acumulador (250, 252), caracterizado por que después del proceso de frenado se excita al menos una válvula (284, 286) de conmutación y se devuelve el líquido de frenado del al menos un acumulador (250, 252) a través de al menos una válvula (284, 286) eléctrica de conmutación a uno de los circuitos (210, 216) de frenado.

Description

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Adicionalmente se puede implementar por razones de seguridad una limitación en el tiempo de la excitación de las AV. Además, es posible limitar la excitación de las AV al caso de un movimiento hacia delante del pedal de frenado.

El estado 28 Cerrado es abandonado, cuando se suelta el pedal de frenado, es decir, que el camino s_tmc de desplazamiento del cilindro principal de frenado rebasa nuevamente el umbral s_p_min de camino.

Después del frenado es preciso, que el volumen de líquido de frenado desplazado hacia el o los acumuladores sea devuelto nuevamente al cilindro principal de frenado, respectivamente al depósito de líquido de frenado. Como acumulador se utiliza o utilizan en el presente ejemplo de ejecución acumuladores (NDS) de baja presión del sistema de frenado, que, por ejemplo, también se utilizan para la regulación ABS. Para el retorno del líquido de frenado se excitan válvulas (EUV) eléctrica de conmutación abiertas sin corriente, de manera, que pueda tener lugar el vaciado de los NDS debido a los muelles de los émbolos NDS. La excitación de las EUV tiene lugar en el estado 36 de Vaciado (Depletion), eligiendo el tiempo de excitación de las EUV en función de la temperatura y del volumen almacenado en los NDS. Esto se indica en la figura 1 (y también en la figura 5) por medio de la expresión T_= f (T_HCU, s_gap, siendo T el tiempo de excitación de las válvulas, T_HCU la temperatura del líquido de frenado medida y s_gap el volumen de líquido de frenado. El tiempo T de excitación se elige, por ejemplo con temperaturas frías, más grande que con temperaturas altas. Por ello, el líquido de frenado necesita debido a su mayor viscosidad más tiempo hasta que haya fluido del acumulador retornando al circuito de frenado.

De manera alternativa del vaciado de los NDS por medio de la excitación de las EUV también es posible un transporte volumétrico hacia los frenos de las ruecas del volumen desplazado hacia los NDS. Esto se puede realizar cerrando las válvulas (TV) de separación y con la excitación de una bomba hidráulica (las EUV permanecen cerradas, de manera, que sólo se utiliza el volumen contenido en los NDS). Esta opción representada con el estado 42 Compensación (Compensation) tiene la ventaja de que el par de frenado del generador decreciente con una velocidad baja del vehículo y totalmente suprimido en el estado parado puede ser compensado con un aumento activo de la presión. Sin esta compensación activa sería necesario, que el conductor compensara el par de frenado del generador decreciente con un accionamiento más fuerte del pedal de frenado. Con ello no se establecería la relación constante entre el recorrido del pedal y el par de frenado, respectivamente el retardo.

Para el dimensionado de este vacío, es decir el del volumen de líquido de frenado a desplazar se imponen diferentes requerimientos. Esto tiene lugar, por un lado, de estática, es decir con independencia del proceso de frenado actual y, por otro, de manera dinámica, es decir en función de parámetros del proceso de actual del vehículo.

El dimensionado estático es en cierto modo una limitación, es decir, que caracteriza el volumen máximo a desplazar al acumulador. El dimensionado estático tiene que garantizar, por un lado, que la capacidad remanente del NDS sea suficiente, cuando se aprovecha totalmente el volumen del acumulador para evitar en el caso de un frenado total y del cambio brusco subsiguiente del pavimento de la calzada a valores de fricción bajos, es decir con una reducción brusca de la presión debida a la función ABS el bloqueo de las ruedas.

Por otro lado, el dimensionado estático tiene que ser elegido de tal manera, que el efecto de frenado generado con este camino de desplazamiento del cilindro principal de frenado sea consistente para el conductor, es decir que no se produzca una apreciable entre el efecto del par Tq_rcap_max de frenado del generador (máximo entonces) y el par de frenado generado por el accionamiento convencional del freno hidráulico con el correspondiente recorrido del pedal.

El dimensionado dinámico, es decir en el instante del frenado actual, del vacío electrohidráulico tiene lugar por medio del par Tq_rcap de frenado del generador disponible en cada caso así como según el deseo de frenado, respectivamente el par Tq_drv de frenado nominal obtenido según una curva característica del recorrido del pedal de frenado (equivalente en este caso al camino s_tmc de desplazamiento del cilindro principal de frenado).

Si el par de frenado del generador disponible al comienzo del frenado es menor que un valor Tq_min mínimo, se prescinde totalmente de la activación del vacío electrohidráulico.

Si el deseo de frenado rebasa el par Tq_rcap_0 de frenado del generador disponible al comienzo del frenado, es decir, que Tq_drv ≥ Tq_rcap_0 , se dimensiona el valor del vacío electrohidráulico de tal modo, que se compense exactamente el efecto de frenado del generador, es decir, que con el recorrido actual del pedal de frenado se genera el mismo par total de frenado (suma del para de frenado del generador y del par de frenado hidráulico) que en un sistema de frenado hidráulico convencional (sin función de frenado recuperativo por el generador).

Si el deseo de frenado, respectivamente el par Tq_drv nominal de frenado se halla, sin embargo, por debajo del par de frenado del generador disponible, es decir, que Tq_drv < Tq_rcap_0, se puede dimensionar el valor del vacío electrohidráulico dinámicamente de tal modo, queel aumento previsto del par de frenado del generador sea tenido en cuenta durante el transcurso del frenado.

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En el momento en el que se haya ajustado el vacío electrohidráulico se cierran las AV. Partiendo de esta posición del cilindro principal de frenado es posible un aumento adicional de la presión por medio de la excitación del "Booster" 3 y con ello el mencionado "blending" entre el freno de generador y el freno hidráulico. La formación del valor nominal (registro del deseo del conductor) se realiza en este caso de manera continua por medio del camino s_prd del pedal.

Después de finalizar el frenado tiene lugar el vaciado del volumen de líquido de frenado desplazado a los NDS por medio de la excitación de las EUV, como se expuso en relación con el método según la figura 1.

En relación con los sistemas de frenado "Brake-by-Wire" tiene especial importancia el comportamiento en caso de averías, es decir al surgir una avería, que obligue al sistema a pasar a un nivel de regresión. A causa del dimensionado generalmente grande del vacío electrohidráulico y de la fuerza antagonista por medio del dispositivo de la simulación de la fuerza del pedal eventualmente no es posible, sin medidas adicionales, alcanzar el efecto de frenado auxiliar en el caso de una avería. En lo que sigue se explican las opciones de la función eGap al surgir una avería en el sistema, que obligue al sistema abandonar el funcionamiento "By-Wire".

Una avería de esta clase del sistema puede ser por ejemplo el fallo del sistema de sensores para la detección del deseo de frenado del conductor, de la excitación del amplificador activo de la fuerza de frenado, de la alimentación eléctrica con energía o del aparato electrónico de mando, respectivamente de la unidad (ECU) electrónica de mando y de regulación.

Si se produce una avería del sistema mientras es pasiva la función eGap (estado 88 Pasivo (Passive)) con las circunstancias subordinadas Preparado 4 y Ajustado 16, se anula la función eGap, es decir, que ya no tiene lugar una activación adicional y el método llega al estado 82 Desactivado (Disabled). Para el diseño del nivel de regresión (efecto de frenado auxiliar) no es preciso tener en cuenta entonces un camino de pérdida aparte del vacío s_g_mech mecánico eventualmente existente.

Si se produce la avería de sistema mientras está activa la función eGap - estado 96 Activo (Active) con las circunstancias subordinadas de Abrir 64, Abierto 70 y Vaciado 36 - es preciso distinguir dos casos.

Si todavía es posible una excitación de las válvulas y de la bomba hidráulica, puede ser transportado el volumen desplazado por la función eGap a los NDS de manera activa hacia el freno de la rueda, lo que sucede en el estado 76 Eliminación (Elimination). Para ello se excita la bomba hidráulica estando cerradas las válvulas de separación. En este caso se elimina el vacío electrohidráulico y con ello se establecen las mismas condiciones que en el caso de un fallo en el estado pasivo.

Si ya no es posible la excitación de las válvulas y/o de la bomba hidráulica (por ejemplo, cuando la avería de sistema afecta al suministro eléctrico con energía o a la ECU) no es posible eliminar el vacío electrohidráulico. En este ocaso tiene que garantizar el diseño del sistema el efecto de frenado auxiliar teniendo en cuenta, que puede faltar el camino del cilindro principal de frenado.

Un sistema 1 de frenado configurado como sistema de frenado electrohidráulico se representa en la figura 8 en una forma de ejecución preferida. Por medio de un pedal 2 de frenado se desplazan de manera conocida los émbolos en un cilindro 205 (THZ) tándem principal de frenado, con lo que el líquido de frenado es desplazado hacia un primer circuito 210 de frenado y hacia un segundo circuito 216 de frenado. Con el THZ 205 está unido un recipiente 200 para líquido de frenado.

Al primer circuito 210 de frenado están asignados dos frenos 222, 224 y al segundo circuito de frenado dos frenos 226, 228. Los dos frenos 222, 224 están asignados a las ruedas delanteras y los dos frenos 226, 228 a las ruedas traseras de un vehículo de motor (no representado). El sistema 1 de frenado está diseñado por lo tanto de manera "negro-blanco", es decir, que un circuito de frenado está asignado al eje delantero y un circuito de frenado al eje trasero. De manera alternativa también se puede realizar el sistema 1 de frenado de manera "diagonal" en la que cada circuito de frenado está asignado siempre a un freno de la rueda del eje trasero y a un freno de la rueda del eje delantero.

El sistema 1 de frenado comprende válvulas (AV) 240, 242, 244, 246 de salida con cuya apertura se puede desplazar líquido de frenado al acumulador 250, 252 (todas las válvulas están representadas en el estado sin corriente). Cada uno de los dos acumuladores 250, 252 está asignado a un circuito 210, 216 de frenado. Los acumuladotes 250, 252 se configuran como acumuladores (NDS) de baja presión que, se presten para los sistemas ABS conocidos. Mientras que en un aprovechamiento exclusivo de los NDS en el marco de un sistema ABS los ADS sólo se llenan o vacían en casos aislados - es decir en las regulaciones de la presión de frenado por el sistema ABS

- en el sistema de frenado según el invento tiene lugar esto con una frecuencia manifiestamente mayor. Por ello se utilizan ventajosamente acumuladores de baja presión con una vida útil grande bajo una carga grande. En el sistema 1 de frenado está realizada una función ABS. Para ello se prevén de manera conocida varias válvulas. Para la

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impulsión activa del líquido de frenado se equipa cada circuito 210, 216 de frenado con una bomba 270, 272 hidráulica.

Cada uno de los dos circuitos 210, 216 de frenado está equipado con una válvula (TV) 280, 282 de separación así como con una válvula (EUV) 284, 286 eléctrica de conmutación. La excitación de las válvulas 240, 242, 244, 246, 260, 262, 264, 266, 280, 282, 284, 286 así como de las bombas 270, 272 hidráulicas tiene lugar a través de una unidad (ECU) 300 electrónica de mando y de regulación.

El sistema 1 de frenado comprende un generador 310 con el que se puede frenar el vehículo de manera regenerativa, respectivamente recuperativa. La ECU 300 está conectada en el lado de entrada de señales con el generador 310 y recibe de él la información del par de frenado disponible momentáneamente a través del generador

310.

Además, la ECU 300 está conectada en el lado de salida de señales con el sensor 7 de caminos. De manera adicional o alternativa está conectada con un sensor de caminos adicional (no representado), que mide el camino s_tmc de desplazamiento del THZ.

La ECU 300 determina durante un proceso de frenado del vehículo de motor por medio de la intensidad del accionamiento del pedal 2 de frenado el deseo de frenado del conductor, respectivamente el par nominal de frenado deseado por el conductor. Cuando la velocidad de variación s_dot_tmc de s_tmc se halla por debajo de un s_dot_max prefijado y cuando el par Tq_rcap de frenado del generador disponible se halla por encima de un par Tq_min de frenado del generador mínimo se excitan las AV 240, 242, 244, 246 abiertas sin corriente, de manera, que le volumen de líquido de frenado desplazado por el THZ 205 no es desplazado hacia los frenos 222, 224, 226, 228, sino a los acumuladores 250, 252. Para reducir el número de conexiones de las AV 240, 242, 244, 246 es posible excitar por ejemplo durante un frenado sólo una AV (240 ó 242 y 244 ó 246) en cada uno de los dos circuitos 210, 216 de frenado. Además, también pueden permanecer cerradas las AV de uno de los circuitos 210, 216 de frenado, de manera, que el líquido de frenado sólo sea desplazado hacia uno de los dos acumuladores 250, 252.

Cuando el camino de desplazamiento del THZ 205 alcanza un umbral s_gap so cerradas las AV 240, 242, 244, 246 (o una parte de ellas). En determinadas condiciones ya son cerradas estas válvulas con anterioridad. Este es por ejemplo el caso en el que se produce un frenado de pánico, que se manifiesta a través de un movimiento rápido hacia delante el pedal 2 de frenado. Con el cierre de las AV 240, 242, 244, 246 se garantiza, que el líquido de frenado sea conducido de manera directa e inmediata a los frenos 222, 224, 226, 228 y que el vehículo es frenado con ello (de la manera máxima posible). Las AV 240, 242, 244, 246 también son cerradas con anterioridad, cuando se produce un movimiento hacia atrás del pedal 2 de frenado. Con ello se puede evitar su circulación hacia atrás.

Cuando haya finalizado el proceso de frenado es preciso, que el volumen de líquido de frenado desplazado al o a los acumuladores 250, 252 sea devuelto nuevamente al THZ 205, respectivamente al depósito 200. Para ello se excitan las EUV 284, 286 abiertas sin corriente. Debido a los muelles de los acumuladores 250, 252 configurados como NDS tiene lugar el vaciado de los acumuladores 250, 252.

De manera alternativa del vaciado de los acumuladores 250, 252 descrito más arriba se puede desplazar el volumen de líquido de frenado almacenado en los acumuladores 250, 252 directamente hacia los frenos 222, 224, 226, 228. Para ello se cierran las válvulas 280, 282 de separación y se excitan las bombas 270, 272. Las EUV 284, 286 permanecen cerradas. Con ello sólo es desplazado el volumen hacia los frenos 222, 224, 226, 228 el volumen almacenado en los acumuladotes 250, 252. D esta manera se puede mantener por ejemplo el efecto de frenado en situaciones en las que el par Tq_rcap de frenado del generador disponible disminuye. La ECU 300 gobierna para ello las válvulas 280, 282 y las bombas 270, 272 hidráulicas de tal modo, que el efecto de frenado debido al volumen desplazado hacia los frenos 222, 224, 226, 228 compense el par de frenado del generador decreciente. El efecto de frenado decreciente del generador no da lugar, por lo tanto, a que el conductor se tenga que adaptar a una sensación de frenado nueva y/o difícilmente previsible. Sin esta medida tendría que incrementar el conductor la presión sobre el pedal 2 de frenado.

Como se expuso más arriba, también es posible utilizar para el desplazamiento del volumen de líquido de frenado sólo cantidades parciales de las válvulas, acumuladores y bombas hidráulicas existentes.

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