IT202100029393A1 - Electronic Combined Braking System (ECBS) - Google Patents

Description

Titolo:

Electronic Combined Braking System (ECBS)

Campo di applicazione

La presente invenzione trova applicazione nel campo dell?industria automotive nello specifico del suo settore elettrico e ha per oggetto un?innovativo sistema di frenata combinata elettronica che oltre a migliorare il sistema frenante nei motocicli, tricicli, quadricicli e autoveicoli elettrici, si associa nel suo funzionamento ad una rigenerazione della carica della batteria.

Tecnica nota

Secondo uno studio realizzato dal Royal Automobile Club de Catalunia, ABS (AntiBlockierSystem) e CBS (Combined Braking System) riducono del 20% il rischio di incidenti alla guida di veicoli a due ruote. Uno degli obiettivi di questa indagine, realizzata in collaborazione con Germania, Italia e Slovenia, era l?analisi dell?efficacia di tali sistemi di sicurezza stradale per motocicli e scooter di piccola cilindrata.

L?Europa ha un piano per l?introduzione dell?ABS obbligatorio per questo segmento delle due ruote nei prossimi anni, questi studi vengono per ci? utilizzati per sostenere il processo legislativo dell?iniziativa.

L?indagine ha confermato, qualora ce ne fosse ancora bisogno, che le moto dotate di freni tradizionali sono inferiori in sicurezza a quelle equipaggiate con la frenata integrale CBS o sistemi ABS.

Attualmente il sistema CBS ? ormai utilizzato nella maggior parte delle moto e degli scooter. Grazie ad una valvola idraulica di controllo, la frenata viene ripartita su entrambe le ruote (anteriore e posteriore), anche pinzando su un?unica leva di un freno. Il carico della frenata, ripartito in maniera uniforme sul freno anteriore e posteriore, garantisce una riduzione sensibile degli spazi di arresto oltre a garantire maggiore stabilit? al mezzo. Questo sistema non impedisce il bloccaggio delle ruote, ma lo rende semplicemente meno probabile. Nelle moto che utilizzano questo sistema ? notevole la tendenza, in frenata, a diminuire l'affondamento della sospensione anteriore; In seguito, alcune case costruttrici hanno introdotto il Dual-CBS, Sistema Compatto di Doppia Frenata Combinata. La parola Dual, in questo caso, identifica la versione con due dischi anteriori ed ? stato recentemente introdotto dalla Honda su modelli di punta come la CBR1100XX Super Blackbird, VFR, Foresight, Pantheon, Varadero, X-Eleven, ST1100 PanEuropean ABS e @125. Il Dual-CBS in sintesi, dispone di un particolarissimo gruppo di tre pinze a triplo pistoncino - due anteriori ed una posteriore. La componente fondamentale di questo sistema completamente idraulico, privo di qualsiasi controllo elettronico, ? un inedito collegamento idromeccanico, che si avvale della coppia torcente che si esercita sulle pinze anteriori, quando azionate, per trasmettere questa stessa forza frenante ad una pompa del freno secondaria, che riversa la medesima pressione sulla pinza posteriore. Il risultato finale ? che la sensibilit? sulla leva del freno appare quella di un sistema convenzionale, ma con una maggiore progressione sul freno posteriore, per ottenere un effetto frenante pi? equilibrato. Alcune versioni del sistema CBS (CBR1100XX Super Blackbird, VFR, Varadero, X-Eleven, ST1100 PanEuropean ABS) sono equipaggiate anche con una valvola ritardante, che riduce la pressione frenante sull'anteriore quando si intende rallentare di poco la velocit? premendo solamente il pedale. In questo caso si utilizza solo una pinza, alleviando l'effetto frenante della ruota anteriore con un confortevole effetto antidive. Quando la decelerazione comincia dalla parte posteriore, si avverte solo un lieve affondamento anteriore. Al fine si ottiene, attraverso questa valvola un miglior controllo ed un funzionamento semplificato, che si traducono in una maggiore confidenza con il mezzo su fondi stradali irregolari, salite scivolose e pav? bagnati compresi.

Con l?avvento dei motori elettrici, il modo di guidare le moto e i veicoli in genere ? cambiato.

La diversa erogazione di potenza del propulsore elettrico cambia la sensazione e la reazione del soggetto alla guida. Il propulsore elettrico, al contrario di quello endotermico, oltre ad erogare energia (trasformando l?energia elettrica in energia meccanica) pu? anche produrre energia diventando generatore (trasformando l?energia meccanica in energia elettrica).

Invenzione

Scopo dell?invenzione ? quello di implementare un sistema di controllo elettronico della frenata posteriore combinato con quello meccanico della ruota anteriore. Questo crea l?ECBS, Electronic Combined Braking System.

Al fine di ottenere tale risultato, ulteriore scopo dell?invenzione ? quello di utilizzare la fase in cui il motore (6) trasformandosi in un generatore di corrente, oppone una resistenza frenante al moto e inoltre rigenera la carica della batteria (7).

Il controllo della frenata posteriore, prendendo incipit dall?azionamento meccanico della leva anteriore crea una frenata combinata Antero-posteriore non idraulica ma elettromeccanica.

Sintesi dell?obiettivo ? quindi l?implementazione di una frenata combinata innovativa. Resta chiara la premessa che si otterr? lo stesso risultato del sistema attuale ma con interazioni meccaniche ed elettroniche diverse.

Il sistema Electronic Combined Braking System (ECBS) sfrutta la forza frenante del motore elettrico (6) messo in fase di rigenerazione al momento della frenata. Essendo tale motore, collegato meccanicamente alla ruota (12), al momento della rigenerazione esso ne frena il movimento. La regolazione della ?frenata rigenerativa? si otterr? modulando la centralina (3) che controlla la quantit? di energia da rigenerare e quindi da sottrarre al moto. La modulazione verr? effettuata attraverso l?implementazione di uno dei sensori di rilevamento della forza della frenata o di entrambi (1,2) posti nel circuito idraulico/meccanico frenante anteriore. Infatti, nello specifico tale sensore pu? essere integrato sia nell?idraulica sia nella meccanica degli organi di frenata della ruota o delle ruote anteriori (2) o dei suoi comandi di azionamento (1).

L?energia ricavata dalla forza la frenate viene immagazzinata nella batteria (7). Se la stessa dovesse risultare troppo carica, il sistema disperde l?energia, mediante un commutatore elettrico o elettronico (11), attraverso un carico resistivo (8) che trasformer? l?energia elettrica in calore, a sua volta dissipato per ventilazione condotta dal movimento del veicolo.

Cos? si ottiene una frenata combinata della ruota anteriore (o dalle ruote anteriori) e della ruota posteriore (o delle ruote posteriori) dipartito tra l?effetto frenante meccanico della pinza anteriore e l?effetto frenante elettronico posteriore.

Breve descrizione disegno ?A?

Il disegno ?A? rappresenta, in vista laterale, il profilo di un motociclo esemplificativo e su di esso il posizionamento dei componenti del sistema ECBS. Per ulteriore chiarezza i componenti sopra citati vengono di seguito elencati, in rispetto della numerazione presente sul disegno:

1. Sensore elettromeccanico rilevamento forza frenante.

2. Sensore idraulico rilevamento forza frenante.

3. Centralina elettronica ECBS e suo posizionamento.

4. Connessioni sensori con centralina ECBS.

5. Connessione centralina ECBS con motore.

6. Motore.

12. Trasmissione meccanica sulla ruota.

Breve descrizione disegno ?B?

Il disegno ?B? rappresenta il circuito elettrico del sistema ECBS con le diverse componenti indicate sullo schema con la seguente numerazione:

1. Sensore elettromeccanico rilevamento forza frenante.

2. Sensore idraulico rilevamento forza frenante.

3. Centralina ECBS.

4. Connessioni sensori con centralina ECBS.

5. Connessione centralina ECBS con motore.

6. Motore.

7. Batteria.

8. Carico resistivo.

9. Collegamento batteria-ECBS.

10. Collegamento resistenza-ECBS.

11. Commutatore batteria-resistenza.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI

   1 Sistema di frenatura combinata elettronico comprendente nel suo funzionamento:

   - Un motore elettrico (6)

   - Una centralina elettronica (3)

   - Uno o pi? sensori di rilevazione della forza di frenata (1, 2)

   - Un carico resistivo (8)

   - Una batteria (7)

   - Un commutatore tra batteria e carico resistivo (11)
2. 2 Sistema di frenatura combinata elettronica in cui ? previsto, come da rivendicazione 1, l?utilizzo di una centralina elettronica (3) per la gestione del sistema stesso, come interfaccia di elaborazione dei parametri provenienti dai sensori (1, 2), il motore elettrico (6) e il commutatore (11) batteria(7)/carico resistivo (8).
3. 3 Centralina elettronica, come da rivendicazione 1 e 2 che gestisce il recupero dell?energia elettrica generata dal motore elettrico (6) ed il suo accumulo nella batteria (7) per la sua rigenerazione.
4. 4 Sistema di frenatura combinata elettronica in cui ? previsto il recupero dell?energia generata dal motore verso la batteria (7) del veicolo attraverso un commutatore (11), come da rivendicazione 1 e 2, collegato alla centralina (3) mediante collegamento (9).
5. 5 Sistema di frenatura combinata elettronica in cui ? prevista, a batteria (7) completamente carica, la dissipazione dell?energia rigenerata in eccesso verso un carico resistivo (8) del veicolo attraverso un commutatore (11), come da rivendicazione 1, collegato alla centralina (3) mediante collegamento (10).
6. 6 Sistema di frenatura combinata elettronica in cui ? previsto, come da rivendicazione 1, l?utilizzo di un sensore di rilevazione della forza applicata sulla leva del freno anteriore (1) per modulare la frenata combinata della ruota posteriore attraverso la centralina elettronica (3).
7. 7 Sistema di frenatura combinata elettronica in cui ? previsto, come da rivendicazione 1, l?utilizzo in alternativa o in concomitanza a quanto previsto nella rivendicazione 3, di un sensore di rilevazione della forza applicata direttamente sulla pinza del freno anteriore (2). Suddetto sensore sar? artefice o contribuir? alla modulazione della frenata combinata della ruota posteriore attraverso la centralina elettronica (3).