IT201900005254A1

IT201900005254A1 - Impianto frenante per veicoli di tipo brake by wire munito di azionamento elettrico e di back-up elettrico

Info

Publication number: IT201900005254A1
Application number: IT102019000005254A
Authority: IT
Inventors: Samuele Mazzoleni; Andrea Belloni
Original assignee: Freni Brembo Spa
Priority date: 2019-04-05
Filing date: 2019-04-05
Publication date: 2020-10-05
Also published as: CN113661102A; US20220161772A1; JP2022527357A; WO2020202084A1; EP3947068A1

Description

DESCRIZIONE

CAMPO DI APPLICAZIONE

La presente invenzione riguarda un impianto frenante per veicoli di tipo brake by wire munito sia di azionamento elettrico che di back-up elettrico.

STATO DELLA TECNICA

La presente invenzione si riferisce al settore degli impianti frenanti di tipo brake-by-wire per veicoli. Negli impianti brake-by-wire noti, l’azionamento dei dispositivi di frenatura non avviene tramite azione diretta del conducente bensì la richiesta di azione frenante fatta dall’utente, tipicamente agendo su una leva o pedale, viene convertita in azionamento di mezzi elettromeccanici che agiscono sui dispositivi di frenatura, quale ad esempio pinze per freni a disco. Sono anche noti impianti frenanti a guida autonoma in cui il sistema di governo del veicolo decide la tempistica e l’entità della frenatura e aziona, di conseguenza, detti mezzi elettromeccanici connessi ai dispositivi di frenatura.

Per ovvi motivi di sicurezza, gli impianti frenanti devono prevedere una strategia di back-up da attuare in caso di fault elettrico di almeno un dispositivo di frenatura e/o dei relativi attuatori.

A questo proposito sono noti ad esempio impianti frenanti di tipo brake-by-wire in cui, in caso di fault elettrico, l’azione frenante viene esercitata per via meccanica, classica, ossia collegando fluidamente la leva o pedale azionato dall’utente per richiedere l’azione frenante, direttamente con detti dispositivi di frenatura.

Tali impianti hanno però lo svantaggio di richiedere sia l’impianto elettrico da azionare sempre in condizioni di funzionamento standard, sia l’impianto idraulico da far funzionare in caso di fault elettrico. La presenza dell’impianto idraulico comporta un aumento dei costi, delle masse, la gestione del liquido idraulico fortemente igroscopico, la gestione e manutenzione delle guarnizioni del liquido idraulico e così via.

Inoltre, le soluzioni con back-up idraulico non sono applicabili a veicoli a guida autonoma e non sempre garantiscono la massima efficienza di frenata in caso di back-up idraulico.

Esistono anche soluzioni full-electric che fanno a meno della parte idraulica dell’impianto frenante e che, in caso di fault elettrico, mettono in atto strategie di back-up atte a garantire un ripristino seppur parziale della capacità frenante dell’impianto e quindi l’effettuazione, seppur non ottimale, della frenata medesima. Tali soluzioni non sono comunque ottimali e, in caso di fault, non garantiscono sempre la frenata ottimale.

PRESENTAZIONE DELL'INVENZIONE

Pertanto è sempre più sentita l’esigenza di risolvere gli inconvenienti e limitazioni citati in riferimento all’arte nota.

Tale esigenza è soddisfatta da un impianto frenante per veicoli in accordo con la rivendicazione 1.

In particolare, tale esigenza è soddisfatta da un impianto frenante per veicoli comprendente

- un primo gruppo freno, un secondo gruppo freno e un terzo gruppo freno, ciascuno destinato alla frenatura di una distinta ruota di un veicolo,

- ciascun gruppo freno comprendendo un rotore, un dispositivo di frenatura associato a detto rotore, mezzi attuatori elettromeccanici o elettroidraulici di ciascun dispositivo di frenatura,

- una prima e una seconda unità di elaborazione e controllo per detti gruppi freno,

- in cui la prima unità di elaborazione e controllo è operativamente connessa al primo gruppo freno mediante un dispositivo di pilotaggio per detti mezzi attuatori elettromeccanici o elettroidraulici del primo gruppo freno,

- in cui la seconda unità di elaborazione e controllo è operativamente connessa al secondo gruppo freno mediante un dispositivo di pilotaggio per detti mezzi attuatori elettromeccanici o elettroidraulici del secondo gruppo freno, ed è connessa al terzo gruppo freno mediante un dispositivo di pilotaggio per i mezzi attuatori elettromeccanici o elettroidraulici del terzo gruppo freno,

- in cui la prima unità di elaborazione e controllo è collegata a e alimentata da una prima sorgente di alimentazione, e in cui la seconda unità di elaborazione e controllo è collegata a e alimentata da una seconda sorgente di alimentazione, dette prima e seconda sorgente di alimentazione essendo indipendenti e galvanicamente isolate tra loro,

- ciascuna unità di elaborazione e controllo essendo programmata in modo da attuare, tramite il corrispondente dispositivo di pilotaggio, una strategia di frenata standard in caso di assenza di malfunzionamenti per ciascun gruppo freno e una strategia di frenata di fault, in caso di rilevazione di un fault elettrico di uno o più gruppi freno.

Secondo una forma di realizzazione, la prima unità di elaborazione e controllo è operativamente connessa anche al terzo gruppo freno mediante un dispositivo di pilotaggio per i mezzi attuatori elettromeccanici o elettroidraulici del terzo gruppo freno.

Secondo una forma di realizzazione, i mezzi attuatori elettromeccanici comprendono un motore elettrico a 6 fasi che pilota detto terzo gruppo freno, in cui la prima e la seconda unità di elaborazione e controllo comprendono un dispositivo di pilotaggio operativamente connesso a detto motore elettrico a 6 fasi ed in grado di attuarlo.

Secondo una forma di realizzazione, la prima unità di elaborazione e controllo è operativamente connessa al primo gruppo freno, al secondo gruppo freno e al terzo gruppo freno mediante tre relativi dispositivi di pilotaggio, in cui la seconda unità di elaborazione e controllo è operativamente connessa al primo gruppo freno, al secondo gruppo freno e al terzo gruppo freno mediante un tre relativi dispositivi di pilotaggio, detti dispositivi di pilotaggio essendo indipendenti tra loro.

Secondo una forma di realizzazione ciascun gruppo freno è pilotato da un motore elettrico a 6 fasi collegato a coppie di dispositivi di pilotaggio, ciascuno dispositivo di pilotaggio di detta coppia essendo comandato da una relativa unità di elaborazione e controllo.

Secondo una forma di realizzazione l’impianto comprende un primo e un secondo dispositivo di azionamento manuale per la richiesta di azione frenante da parte di un utente, in cui ambedue i dispositivi di azionamento manuale sono muniti di due sensori di azionamento, un primo sensore di azionamento essendo connesso alla prima unità di elaborazione e controllo e un secondo sensore di azionamento essendo connesso alla seconda unità di elaborazione e controllo.

Secondo una forma di realizzazione ciascuna unità di elaborazione e controllo è collegata a dette prima e seconda sorgente di alimentazione in modo da poter essere alimentata alternativamente da ciascuna di dette sorgenti di alimentazione nel caso di fault di una di esse.

Secondo una forma di realizzazione è prevista una centralina aggiuntiva programmata per gestire l’alimentazione di ciascuna unità di elaborazione e controllo.

Secondo una forma di realizzazione ciascun dispositivo di pilotaggio è programmato per passare da una prima posizione di switch, corrispondente alla strategia di frenata standard, ad una seconda condizione di switch corrispondente alla strategia di frenata di fault.

Secondo una forma di realizzazione la prima e la seconda unità di elaborazione e controllo sono operativamente connesse tra loro in modo da conoscere ciascuna il tipo di funzionamento, standard o di fault, attuato dall’altra unità di elaborazione e controllo. Secondo una forma di realizzazione ciascun mezzo attuatore elettromeccanico è munito di un sensore di funzionamento atto a monitorare la condizione di funzionamento del relativo mezzo attuatore elettromeccanico o elettroidraulico e/o del relativo dispositivo di frenatura e ad inviare alla corrispondente unità di elaborazione e controllo un’indicazione di funzionamento standard o di fault. Secondo una forma di realizzazione le unità di elaborazione e controllo sono programmate in modo che in caso di fault di un gruppo freno viene garantito e coordinato l’azionamento dei restanti gruppi freno.

Secondo una forma di realizzazione le unità di elaborazione e controllo sono programmate in modo che in caso di fault di un gruppo freno viene garantito l’azionamento dei restanti gruppi freno, e in cui l’impianto frenante è operativamente connesso ad un dispositivo di sterzo del veicolo, in modo da coordinare l’azionamento del dispositivo di sterzo con l’azionamento dei gruppi freno funzionanti.

Secondo una forma di realizzazione le unità di elaborazione e controllo sono programmate in modo che in caso di fault di un gruppo freno, viene garantito e coordinato l’azionamento dei restanti gruppi freno, in cui l’impianto frenante è operativamente connesso a mezzi di generazione di energia elettrica operativamente connessi ai gruppi freno in modo da ottenere un’azione frenante aggiuntiva del veicolo.

Secondo una forma di realizzazione ciascun mezzo attuatore elettromeccanico o elettroidraulico è munito di due sensori di funzionamento, ciascuno atto a monitorare la condizione di funzionamento del relativo mezzo attuatore elettromeccanico e/o del relativo dispositivo di frenatura e ad inviare un’indicazione di funzionamento standard o di fault ad ambedue le unità di elaborazione e controllo.

Secondo una forma di realizzazione l’impianto è gestito da un’unità di elaborazione e controllo del veicolo che gestisce la dinamica del veicolo ed è in grado di effettuare una guida ed una frenatura autonoma dello stesso.

DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Ulteriori caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente comprensibili dalla descrizione di seguito riportata di suoi esempi preferiti e non limitativi di realizzazione, in cui: le figure 1-6 rappresentano viste schematiche di possibili varianti di realizzazione di un impianto frenante secondo la presente invenzione.

Gli elementi o parti di elementi in comune tra le forme di realizzazione descritte nel seguito saranno indicati con medesimi riferimenti numerici.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

Con riferimento alle suddette figure, con 4 si è globalmente indicato un impianto frenante per veicoli. Ai fini della presente invenzione, per veicoli si intendono veicoli a motore muniti di almeno due ruote. In particolare, l’impianto frenante per veicoli 4 comprende almeno un primo gruppo freno 8, un secondo gruppo freno 12 e un terzo gruppo freno 16.

Detti primo, secondo e terzo gruppo freno 8,12,16 possono essere associati ciascuno ad una distinta ruota (non rappresentata), nel caso di veicoli a tre ruote, per la sua relativa frenatura.

Nel caso di veicolo a due ruote, è possibile associare due gruppi freno ad una medesima ruota (ad esempio la ruota anteriore di un motociclo) e un gruppo freno sull’altra ruota (ad esempio la ruota posteriore).

Ai fini della presente invenzione detti gruppi freno possono essere associati a ruote disposte su differenti assali del veicolo, quali ad esempio un assale anteriore ed un assale posteriore del veicolo stesso. Nel caso di veicolo a due ruote, due gruppi freno vanno montati uno stesso assale.

Ciascun gruppo freno 8,12,16 comprende un rotore 20 che ruota solidamente alla ruota da frenare e un dispositivo di frenatura 24 configurato per la frenatura di detto rotore 20 e della corrispondente ruota.

La tipologia del rotore dipende dalla tipologia del dispositivo di frenatura impiegato.

Ad esempio, nel caso di un dispositivo di frenatura del tipo freno a tamburo, il rotore comprenderà una campana, nel caso di dispositivo di frenatura 24 con freno a disco, il rotore 20 comprenderà un disco freno, in maniera nota.

Ciascun gruppo freno 8,12,16 comprende inoltre mezzi attuatori elettromeccanici o elettroidraulici 28 di ciascun dispositivo di frenatura 24.

I mezzi attuatori elettromeccanici o elettroidraulici 28 possono comprendere motori elettrici configurati in modo da poter azionare e disattivare i dispositivi di frenatura 24. Ad esempio detti mezzi attuatori elettromeccanici 28 possono comprendere un motore elettrico collegato, mediante un cinematismo a vite senza fine, ad uno spintore per almeno un pistone agente su una pastiglia di una pinza per freno a disco. Nel caso di mezzi attuatori elettroidraulici è possibile prevedere l’utilizzo di mezzi meccanici che mettono in pressione un fluido che a sua volta aziona, in remoto, detti dispositivi di frenatura 24.

Vantaggiosamente, l’impianto frenante 4 comprende una prima e una seconda unità di elaborazione e controllo 32,36 per detti gruppi freno 8,12,16.

Secondo una forma di realizzazione (figure 1-2), la prima unità di elaborazione e controllo 32 è operativamente connessa al primo gruppo freno 8 mediante un dispositivo di pilotaggio 40 per detti mezzi attuatori elettromeccanici o elettroidraulici 28 del primo gruppo freno 8.

Inoltre, la seconda unità di elaborazione e controllo 36 è operativamente connessa al secondo gruppo freno 12 mediante un dispositivo di pilotaggio 40 per detti mezzi attuatori elettromeccanici o elettroidraulici 28 del secondo gruppo freno 12, ed è connessa al terzo gruppo freno 16 mediante un dispositivo di pilotaggio 40 per i mezzi attuatori elettromeccanici o elettroidraulici 28 del terzo gruppo freno 16.

In questo modo, un’unità di elaborazione e controllo controlla un solo gruppo freno (ad esempio il primo) e l’altra unità di elaborazione e controllo controlla due gruppi freno, ad esempio il secondo e il terzo.

Preferibilmente, i dispositivi di pilotaggio 40 dei vari gruppi freno 8,12,16 sono elettricamente e meccanicamente indipendenti e separati tra loro.

La prima unità di elaborazione e controllo 32 è collegata a e alimentata da una prima sorgente di alimentazione 44, e la seconda unità di elaborazione e controllo 36 è collegata a e alimentata da una seconda sorgente di alimentazione 48.

Vantaggiosamente, dette prima e seconda sorgente di alimentazione 44,48 sono indipendenti e galvanicamente isolate tra loro.

La sorgente di alimentazione è tipicamente una batteria ad esempio al piombo, agli ioni litio, e simili.

L’alimentazione separata di dette sorgenti di alimentazione 44,48 garantisce il corretto funzionamento di almeno un gruppo freno 8,12,16 in caso di fault elettrico di una di dette sorgenti di alimentazione 44,48.

Preferibilmente, ciascuna unità di elaborazione e controllo 32,36 è collegata a dette prima e seconda sorgente di alimentazione 44,48 in modo da poter essere alimentata alternativamente da ciascuna di dette sorgenti di alimentazione 44,48 nel caso di fault di una di esse. In questo modo il fault di una sorgente di alimentazione non inficia il funzionamento di nessuna unità di elaborazione e controllo 32,36, dei rispettivi dispositivi di pilotaggio 40 e mezzi di attuazione elettromeccanici e/o elettroidraulici 28.

Ad esempio, è prevista una centralina aggiuntiva 56, oppure un circuito elettronico dedicato, programmata per gestire l’alimentazione di ciascuna unità di elaborazione e controllo 32,36.

In particolare, ciascuna unità di elaborazione e controllo 32,36 è programmata in modo da attuare, tramite il corrispondente dispositivo di pilotaggio 40, una strategia di frenata standard in caso di assenza di malfunzionamenti per ciascun gruppo freno 8,12,16 e una strategia di frenata di fault, in caso di rilevazione di un fault elettrico di uno o più gruppi freno 8,12,16.

Per funzionamento standard si intende una normale condizione di funzionamento in cui non si rilevano anomalie dell’impianto frenante che è in grado di esercitare l’azione frenante richiesta dall’utente o dal sistema di guida autonoma del veicolo (se ne è provvisto).

Per condizione di fault elettrico, si intende un malfunzionamento di un gruppo freno 8,12,16, ad esempio delle sorgenti di alimentazione 44,48, dei dispositivi di pilotaggio 40, dei mezzi attuatori elettromeccanici o elettroidraulici 28 che ne impedisce parzialmente o totalmente il funzionamento.

Inoltre, per ‘fault’ deve intendersi una condizione generica di malfunzionamento che può comprendere un problema sia ai componenti meccanici (dispositivi di frenatura 24 e/o mezzi attuatori elettromeccanici o elettroidraulici 28) che ai componenti elettrici/elettronici, ma può anche comprendere un problema di tipo software di gestione dell’unità di elaborazione e controllo 32,36, di lettura dei dati inerenti il funzionamento dell’impianto frenante 4 e simili.

Ciascun dispositivo di pilotaggio 40 è programmato per passare da una prima posizione di switch, corrispondente alla strategia di frenata standard, ad una seconda condizione di switch corrispondente alla strategia di frenata di fault.

Preferibilmente, la prima e la seconda unità di elaborazione e controllo 32,36 sono operativamente connesse tra loro in modo da conoscere ciascuna il tipo di funzionamento, standard o di fault, attuato dall’altra unità di elaborazione e controllo 32,36.

In questo modo ciascuna unità di elaborazione e controllo consente il funzionamento dell’altra unità e dei rispetti dispositivi ad essa connessi, in modo da avere informazioni sul funzionamento di tutto l’impianto frenante 4.

Preferibilmente, le unità di elaborazione e controllo 32,36 sono programmate in modo che in caso di fault di un gruppo freno viene garantito e coordinato l’azionamento dei restanti gruppi freno.

Secondo una forma di realizzazione, le unità di elaborazione e controllo 32,36 sono programmate in modo che in caso di fault di un gruppo freno viene garantito l’azionamento dei restanti gruppi freno, e l’impianto frenante 4 è operativamente connesso ad un dispositivo di sterzo del veicolo (non rappresentato), in modo da coordinare l’azionamento del dispositivo di sterzo con l’azionamento dei gruppi freno funzionanti. In questo modo è possibile ottenere una gestione completa del controllo di stabilità del veicolo.

Secondo una ulteriore possibile forma di realizzazione, le unità di elaborazione e controllo 32,36 sono programmate in modo che in caso di fault di un gruppo freno, viene garantito e coordinato l’azionamento dei restanti gruppi freno, e l’impianto frenante è operativamente connesso a mezzi di generazione di energia elettrica operativamente connessi ai gruppi freno in modo da ottenere un’azione frenante aggiuntiva del veicolo.

In altre parole, grazie alla frenata rigenerativa è possibile ottenere un ulteriore effetto frenante che può sopperire a malfunzionamenti dei gruppi freno applicati a ciascuna ruota.

L’impianto frenante 4 può anche essere gestito da un’unità di elaborazione e controllo del veicolo che gestisce la dinamica del veicolo ed è in grado di effettuare una guida ed una frenatura autonoma dello stesso.

Nelle forme di realizzazione di figure 1-2 l’impianto frenante garantisce sempre il funzionamento di un gruppo freno 8,12,16 in caso di fault elettrico.

Secondo una possibile forma di realizzazione (figure 3-4), la prima unità di elaborazione e controllo 32 è operativamente connessa, non solo al primo gruppo freno 8, ma anche al terzo gruppo freno 16 mediante un dispositivo di pilotaggio 40 per i mezzi attuatori elettromeccanici o elettroidraulici 28 del terzo gruppo freno 16.

Ad esempio, in questa forma di realizzazione (figure 3-4) i mezzi attuatori elettromeccanici o elettroidraulici 28 comprendono un motore elettrico a 6 fasi 52 che pilota detto terzo gruppo freno 16, in cui la prima e la seconda unità di elaborazione e controllo 32,36 sono collegate ad un dispositivo di pilotaggio 40 operativamente connesso a detto motore elettrico a 6 fasi 52.

L’impianto frenante di figure 3-4, in caso di fault elettrico, garantisce il funzionamento di due gruppi freno 8,12,16.

Secondo una ulteriore forma di realizzazione (figure 5-6), la prima unità di elaborazione e controllo 32 è operativamente connessa al primo gruppo freno 8, al secondo gruppo freno 12 e al terzo gruppo freno 16 mediante tre relativi dispositivi di pilotaggio 40. Inoltre, la seconda unità di elaborazione e controllo 36 è operativamente connessa al primo gruppo freno 8, al secondo gruppo freno 12 e al terzo gruppo freno 16 mediante tre relativi dispositivi di pilotaggio 40, detti dispositivi di pilotaggio 40 essendo indipendenti tra loro.

In tale forma di realizzazione, ciascun gruppo freno 8,12,16 è pilotato da un motore elettrico a 6 fasi 52 collegato a coppie di dispositivi di pilotaggio 40, ciascuno dispositivo di pilotaggio 40 di detta coppia essendo comandato da una relativa unità di elaborazione e controllo 32,36.

L’impianto frenante di figure 5-6, in caso di fault elettrico, garantisce il funzionamento di tutti e tre i gruppi freno 8,12,16.

L’impianto frenante 4 in accordo con la presente invenzione comprende usualmente un primo e un secondo dispositivo di azionamento manuale 60,64 per la richiesta di azione frenante da parte di un utente.

Preferibilmente, ambedue i dispositivi di azionamento manuale 60,64 sono muniti di due sensori di azionamento 68,72, un primo sensore di azionamento 68 essendo connesso alla prima unità di elaborazione e controllo 32 e un secondo sensore di azionamento 72 essendo connesso alla seconda unità di elaborazione e controllo 36. In tal modo in un veicolo in cui sono presenti due comandi freno indipendenti (ad esempio un motociclo) in caso di avaria di un’unità di elaborazione, l’altra può continuare a frenare secondo entrambe le richieste ricevute attraverso entrambi i comandi.

Secondo una forma di realizzazione, ciascun mezzo attuatore elettromeccanico o elettroidraulico 28 è munito di un sensore di funzionamento 76 atto a monitorare la condizione di funzionamento del relativo mezzo attuatore elettromeccanico o elettroidraulico 28 e/o del relativo dispositivo di frenatura 24 e ad inviare alla corrispondente unità di elaborazione e controllo 32,36 un’indicazione di funzionamento standard o di fault.

Secondo una ulteriore forma di realizzazione, ciascun mezzo attuatore elettromeccanico o elettroidraulico 28 è munito di due sensori di funzionamento 76, ciascuno atto a monitorare la condizione di funzionamento del relativo mezzo attuatore elettromeccanico o elettroidraulico 28 e/o del relativo dispositivo di frenatura 24 e ad inviare un’indicazione di funzionamento standard o di fault ad ambedue le unità di elaborazione e controllo 32,36.

E’ da notare che i collegamenti operativi tra i vari componenti elettrici, elettromeccanici dei dispositivi dell’impianto frenante 4 secondo l’invenzione possono avvenire mediante una linea elettrica e/o una linea di trasmissione dati 33, ad esempio di tipo CAN. In questo modo le unità di elaborazione e controllo, rilevata una condizione di fault, possono gestire la frenata del veicolo attuando la strategia di fault.

Come si può apprezzare da quanto descritto, l’impianto frenante per veicoli secondo l’invenzione consente di superare gli inconvenienti presentati nella tecnica nota.

Infatti l’impianto frenante consente di abolire del tutto la parte di backup idraulico e in generale di backup che richiede l’intervento manuale dell’operatore tipici degli impianti frenanti di tipo tradizionale senza per questo perdere in affidabilità o in sicurezza, anche in caso di fault.

L’eliminazione della parte di backup dell’impianto consente di ridurre complessivamente le masse dell’impianto, le tubazioni idrauliche e tutti i problemi di tenuta connessi alle stesse. Inoltre non occorre effettuare la sostituzione periodica del fluido frenante, a causa della sua forte igroscopicità.

Inoltre l’impianto della presente invenzione ben si presta ad essere integrato in un veicolo full-electric a guida autonoma o comunque assistita, in cui l’azione frenante può essere gestita autonomamente da una centralina che si occupa della guida e del controllo del veicolo.

Inoltre, l’impianto della presente invenzione ben si presta anche a soluzioni di guida non autonoma in cui è l’utente a richiedere manualmente l’azione frenante. Inoltre, l’impianto frenante garantisce la sicurezza della frenata anche in caso di fault elettrico.

Infatti il sistema è in grado di:

- garantire il funzionamento di almeno un gruppo freno anche in caso di fault elettrico,

- individuare esattamente il tipo e il posizionamento del malfunzionamento all’interno dell’impianto frenante,

- adattare la strategia di frenata alle reali condizioni di funzionamento dell’impianto

- preservare la stabilità del veicolo in tutte le condizioni di funzionamento.

In merito al funzionamento dei gruppi freno in caso di fault elettrico, la presente invenzione prevede tre forme di realizzazione con differenti sicurezze di funzionamento, in particolare:

- la forma di realizzazione di figure 1-2 consente il funzionamento di un gruppo freno in caso di fault elettrico;

- la forma di realizzazione di figure 3-4 consente il funzionamento di due gruppi freno, in caso di fault elettrico

- la forma di realizzazione di figure 5-6 consente il funzionamento di tutti e tre i gruppi freno, in caso di fault elettrico.

Inoltre, come visto è possibile sopperire a malfunzionamenti di un gruppo ruota sia agendo su sistemi di controllo dello sterzo del veicolo sia agendo su dispositivo di frenata rigenerativa.

Nel primo caso si effettua un controllo del veicolo, ad esempio per correggere fenomeni di imbardata, nel secondo si ottiene un’azione frenante aggiuntiva per ridurne la velocità. Ovviamente, le due azioni possono essere combinate tra loro.

Pertanto, l’impianto della presente invenzione presenta lo stesso livello di affidabilità e sicurezza di un impianto frenante idraulico tradizionale, senza gli svantaggi dei backup idraulici e senza la necessità di backup manuali da parte di un operatore, con il vantaggio di poter essere impiegato anche su un autoveicolo a guida autonoma.

Un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potrà apportare numerose modifiche e varianti agli impianti frenanti per veicoli sopra descritti, tutte peraltro contenute nell’ambito dell’invenzione quale definito dalle seguenti rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Impianto frenante per veicoli (4) comprendente - un primo gruppo freno (8), un secondo gruppo freno (12) e un terzo gruppo freno (16), - ciascun gruppo freno (8,12,16) comprendendo un rotore (20), un dispositivo di frenatura (24) associato a detto rotore (20), mezzi attuatori elettromeccanici o elettroidraulici (28) di ciascun dispositivo di frenatura (24), - una prima e una seconda unità di elaborazione e controllo (32,36) per detti gruppi freno (8,12,16)), - in cui la prima unità di elaborazione e controllo (32) è operativamente connessa al primo gruppo freno (8) mediante un dispositivo di pilotaggio (40) per detti mezzi attuatori elettromeccanici o elettroidraulici (28) del primo gruppo freno (8), - in cui la seconda unità di elaborazione e controllo (36) è operativamente connessa al secondo gruppo freno (12) mediante un dispositivo di pilotaggio (40) per detti mezzi attuatori elettromeccanici o elettroidraulici (28) del secondo gruppo freno (12), ed è connessa al terzo gruppo freno (16) mediante un dispositivo di pilotaggio (40) per i mezzi attuatori elettromeccanici o elettroidraulici (28) del terzo gruppo freno (16), - in cui la prima unità di elaborazione e controllo (32) è collegata a e alimentata da una prima sorgente di alimentazione (44), e in cui la seconda unità di elaborazione e controllo (36) è collegata a e alimentata da una seconda sorgente di alimentazione (48), dette prima e seconda sorgente di alimentazione (44,48) essendo indipendenti e galvanicamente isolate tra loro, - ciascuna unità di elaborazione e controllo (32,36) essendo programmata in modo da attuare, tramite il corrispondente dispositivo di pilotaggio (40), una strategia di frenata standard in caso di assenza di malfunzionamenti per ciascun gruppo freno (8,12,16) e una strategia di frenata di fault, in caso di rilevazione di un fault elettrico di uno o più gruppi freno (8,12,16).
2. Impianto frenante per veicoli (4) secondo la rivendicazione 1, in cui la prima unità di elaborazione e controllo (32) è operativamente connessa anche al terzo gruppo freno (16) mediante un dispositivo di pilotaggio (40) per i mezzi attuatori elettromeccanici o elettroidraulici (28) del terzo gruppo freno (16).
3. Impianto frenante per veicoli (4) secondo la rivendicazione 2, in cui i mezzi attuatori elettromeccanici o elettroidraulici (28) comprendono un motore elettrico a 6 fasi (52) che pilota detto terzo gruppo freno (16), in cui la prima e la seconda unità di elaborazione e controllo (32,36) sono collegate ad un dispositivo di pilotaggio (40) operativamente connesso a detto motore elettrico a 6 fasi (52).
4. Impianto frenante per veicoli (4) secondo la rivendicazione 1, in cui la prima unità di elaborazione e controllo (32) è operativamente connessa al primo gruppo freno (8), al secondo gruppo freno (12) e al terzo gruppo freno (16) mediante tre relativi dispositivi di pilotaggio (40), in cui la seconda unità di elaborazione e controllo (36) è operativamente connessa al primo gruppo freno (8), al secondo gruppo freno (12) e al terzo gruppo freno (16) mediante tre relativi dispositivi di pilotaggio (40), detti dispositivi di pilotaggio (40) essendo indipendenti tra loro.
5. Impianto frenante per veicoli (4) secondo la rivendicazione 4, in cui ciascun gruppo freno (8,12,16) è pilotato da un motore elettrico a 6 fasi (52) collegato a coppie di dispositivi di pilotaggio (40), ciascuno dispositivo di pilotaggio (40) di dette coppie essendo comandato da una relativa unità di elaborazione e controllo (32,36).
6. Impianto frenante per veicoli (4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l’impianto (4) comprende un primo e un secondo dispositivo di azionamento manuale (60,64) per la richiesta di azione frenante da parte di un utente, in cui ambedue i dispositivi di azionamento manuale (60,64) sono muniti di due sensori di azionamento (68,72), un primo sensore di azionamento (68) essendo connesso alla prima unità di elaborazione e controllo (32) e un secondo sensore di azionamento (72) essendo connesso alla seconda unità di elaborazione e controllo (36).
7. Impianto frenante per veicoli (4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascuna unità di elaborazione e controllo (32,36) è collegata a dette prima e seconda sorgente di alimentazione (44,48) in modo da poter essere alimentata alternativamente da ciascuna di dette sorgenti di alimentazione (44,48) nel caso di fault di una di esse.
8. Impianto frenante per veicoli (4) secondo la rivendicazione 7, in cui è prevista una centralina aggiuntiva (56) o un circuito elettrico dedicato programmata per gestire l’alimentazione di ciascuna unità di elaborazione e controllo (32,36).
9. Impianto frenante per veicoli (4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascun dispositivo di pilotaggio (40) è programmato per passare da una prima posizione di switch, corrispondente alla strategia di frenata standard, ad una seconda condizione di switch corrispondente alla strategia di frenata di fault.
10. Impianto frenante per veicoli (4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la prima e la seconda unità di elaborazione e controllo (32,36) sono operativamente connesse tra loro in modo da conoscere ciascuna il tipo di funzionamento, standard o di fault, attuato dall’altra unità di elaborazione e controllo (36,32).
11. Impianto frenante per veicoli (4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascun mezzo attuatore elettromeccanico o elettroidraulico (28) è munito di un sensore di funzionamento (76) atto a monitorare la condizione di funzionamento del relativo mezzo attuatore elettromeccanico o elettroidraulico (28) e/o del relativo dispositivo di frenatura (24) e ad inviare alla corrispondente unità di elaborazione e controllo (32,36) un’indicazione di funzionamento standard o di fault.
12. Impianto frenante per veicoli (4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 11, in cui le unità di elaborazione e controllo (32,36) sono programmate in modo che in caso di fault di un gruppo freno (8,12,16) viene garantito e coordinato l’azionamento dei restanti gruppi freno (8,12,16).
13. Impianto frenante per veicoli (4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 12, in cui le unità di elaborazione e controllo (32,36) sono programmate in modo che in caso di fault di un gruppo freno (8,2,16) viene garantito l’azionamento dei restanti gruppi freno (8,12,16), e in cui l’impianto frenante (4) è operativamente connesso ad un dispositivo di sterzo del veicolo, in modo da coordinare l’azionamento del dispositivo di sterzo con l’azionamento dei gruppi freno (8,12,16) funzionanti.
14. Impianto frenante per veicoli (4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 13, in cui le unità di elaborazione e controllo (32,36) sono programmate in modo che in caso di fault di un gruppo freno (8,12,16), viene garantito e coordinato l’azionamento dei restanti gruppi freno (8,12,16), in cui l’impianto frenante (4) è operativamente connesso a mezzi di generazione di energia elettrica operativamente connessi ai gruppi freno (8,12,16) in modo da ottenere un’azione frenante aggiuntiva del veicolo.
15. Impianto frenante per veicoli (4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 12, in cui ciascun mezzo attuatore elettromeccanico o elettroidraulico (28) è munito di due sensori di funzionamento (76), ciascuno atto a monitorare la condizione di funzionamento del relativo mezzo attuatore elettromeccanico o elettroidraulico (28) e/o del relativo dispositivo di frenatura (24) e ad inviare un’indicazione di funzionamento standard o di fault ad ambedue le unità di elaborazione e controllo (32,36).
16. Impianto frenante per veicoli (4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l’impianto (4) è gestito da un’unità di elaborazione e controllo del veicolo che gestisce la dinamica del veicolo ed è in grado di effettuare una guida ed una frenatura autonoma dello stesso.
17. Impianto frenante per veicoli (4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui almeno due di detti gruppi freno (8,12) sono associati ad una prima ruota di veicolo e in cui il terzo gruppo freno (16) è associato ad una seconda ruota del veicolo, distinta dalla prima ruota.
18. Impianto frenante per veicoli (4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 16, in cui ciascuno di detti primo, secondo e terzo gruppo freno (8,12,16) è associato ad una rispettiva e distinta ruota di un veicolo.