ITMI20132013A1 - Dispositivo idraulico ausiliario di frenatura per un veicolo con motore a combustione interna - Google Patents
Dispositivo idraulico ausiliario di frenatura per un veicolo con motore a combustione internaInfo
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Description
DISPOSITIVO IDRAULICO AUSILIARIO DI FRENATURA PER UN
VEICOLO CON MOTORE A COMBUSTIONE INTERNA
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La presente invenzione si riferisce a un dispositivo idraulico ausiliario di frenatura per un veicolo con motore a combustione interna, nonché a un veicolo con motore a combustione interna provvisto di un simile dispositivo idraulico ausiliario di frenatura.
Gli attuali motori a combustione interna per veicoli in genere, siano essi motori ad accensione comandata (ciclo Otto) piuttosto che ad accensione spontanea (ciclo Diesel), vengono sottoposti dai relativi costruttori a una progressiva riduzione della cilindrata, pur mantenendo inalterate, e talvolta incrementando, le proprie prestazioni complessive. Questa operazione, cosiddetta di “engine downsizing”, viene usualmente effettuata dalle case costruttrici riducendo la cilindrata complessiva del motore e/o il numero dei rispettivi cilindri. L’engine downsizing permette di ottenere i seguenti vantaggi principali rispetto ad analoghi motori di cilindrata più elevata: - riduzione delle emissioni inquinanti, così da garantire il rispetto delle sempre più stringenti normative anti-inquinamento;
- riduzione del consumo complessivo di carburante; - miglioramento dell’efficienza termodinamica del motore;
- riduzione delle dimensioni complessive del motore.
La riduzione della cilindrata e/o del numero dei cilindri in un motore a combustione interna, tuttavia, comporta anche una riduzione dell’azione frenante del motore stesso. E’ ben noto infatti che, in determinate condizioni, un motore può essere usato per esercitare un’azione frenante sul veicolo, ma l’efficacia di tale azione frenante è di norma direttamente proporzionale al rapporto di compressione e alla cubatura del motore stesso.
Su alcuni motori Diesel, soprattutto sui motori di grossa cilindrata montati su autocarri, autobus, macchine agricole e/o per il movimento terra, può essere previsto un particolare dispositivo ausiliario di frenatura comunemente denominato “freno motore”. Il freno motore è usualmente un dispositivo sostanzialmente meccanico costituito da una valvola a farfalla che, se azionata, chiude parzialmente il condotto di scarico mentre viene contemporaneamente interrotta l’iniezione di carburante. In questo modo anche la fase di scarico del motore, oltre a quella di compressione, diventa una fase frenante, aumentando così l’azione frenante complessiva del veicolo.
L’azione frenante di un motore e/o il freno motore propriamente detto vengono utilizzati principalmente nelle lunghe discese e risultano talvolta essenziali per veicoli di massa considerevole e con eventuali rimorchi al traino, in quanto permettono di frenare maggiormente il veicolo senza sollecitare troppo l’impianto di frenatura di servizio, evitando surriscaldamenti e conseguente degrado delle prestazioni frenanti. Nel caso di una riduzione della cilindrata e/o del numero dei cilindri in un motore a combustione interna, quindi, anche l’efficacia del freno motore può ridursi, richiedendo necessariamente un maggiore utilizzo dell’impianto di frenatura di servizio che agisce sulle ruote del veicolo.
Scopo della presente invenzione è pertanto quello di realizzare un dispositivo idraulico ausiliario di frenatura per un veicolo con motore a combustione interna, nonché un veicolo con motore a combustione interna provvisto di un simile dispositivo idraulico ausiliario di frenatura, che siano in grado di risolvere gli inconvenienti sopra citati della tecnica nota in una maniera estremamente semplice, economica e particolarmente funzionale.
Nel dettaglio, è uno scopo della presente invenzione quello di realizzare un dispositivo idraulico ausiliario di frenatura per un veicolo con motore a combustione interna che sia efficace anche su motori con cilindrata relativamente ridotta e/o con rapporto di compressione non particolarmente elevato.
Un altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo idraulico ausiliario di frenatura per un veicolo con motore a combustione interna che possa essere azionato in maniera automatica in funzione delle condizioni operative del veicolo.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo idraulico ausiliario di frenatura per un veicolo con motore a combustione interna che possa essere facilmente applicato su motori e su veicoli tradizionali senza la necessità di apportare consistenti modifiche tecniche.
Questi e altri scopi secondo la presente invenzione vengono raggiunti realizzando un dispositivo idraulico ausiliario di frenatura per un veicolo con motore a combustione interna, nonché un veicolo con motore a combustione interna provvisto di un simile dispositivo idraulico ausiliario di frenatura, come esposto nella rivendicazione 1.
Ulteriori caratteristiche dell’invenzione sono evidenziate dalle rivendicazioni dipendenti, che sono parte integrante della presente descrizione.
Le caratteristiche e i vantaggi di un dispositivo idraulico ausiliario di frenatura per un veicolo con motore a combustione interna secondo la presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione seguente, esemplificativa e non limitativa, riferita ai disegni schematici allegati nei quali:
la figura 1 è uno schema a blocchi di un circuito idraulico per un veicolo con motore a combustione interna realizzato secondo la tecnica nota;
la figura 2 è uno schema a blocchi di un circuito idraulico per un veicolo con motore a combustione interna realizzato secondo la presente invenzione;
la figura 3 è uno schema idraulico di funzionamento di un esempio di realizzazione del dispositivo idraulico ausiliario di frenatura per un motore a combustione interna secondo la presente invenzione;
la figura 4 è una vista in prospettiva del dispositivo idraulico ausiliario di frenatura per un motore a combustione interna il cui schema idraulico di funzionamento è riportato in figura 3;
la figura 5 è uno schema di uno specifico circuito idraulico (circuito idraulico ausiliario) di un veicolo con motore a combustione interna che utilizza un dispositivo idraulico ausiliario di frenatura secondo la presente invenzione;
la figura 6 è una vista parziale dello schema idraulico di figura 5, in cui viene evidenziato il dispositivo idraulico ausiliario di frenatura secondo la presente invenzione;
la figura 7 è una vista in prospettiva che mostra il dispositivo idraulico ausiliario di frenatura, con i componenti fisici indicati negli schemi idraulici di figura 6 e 7, su un generico veicolo dotato di motore a combustione interna;
la figura 8 è un’altra vista in prospettiva che mostra il dispositivo idraulico ausiliario di frenatura, con i componenti fisici indicati negli schemi idraulici di figura 6 e 7, su un generico veicolo dotato di motore a combustione interna;
la figura 9 è un diagramma che mostra l’efficacia del dispositivo idraulico ausiliario di frenatura secondo la presente invenzione, ovvero la potenza frenante in funzione del regime di rotazione di un generico motore a combustione interna;
la figura 10 è un altro diagramma che mostra l’efficacia del dispositivo idraulico ausiliario di frenatura secondo la presente invenzione, ovvero la potenza frenante in funzione del regime di rotazione di un generico motore a combustione interna, considerando anche l’utilizzo di più pompe idrauliche;
la figura 11 è uno schema che mostra le grandezze fisiche e i vari componenti funzionali di un veicolo con motore a combustione interna che si integrano con il dispositivo idraulico ausiliario di frenatura secondo la presente invenzione;
la figura 12 è un diagramma che mostra il funzionamento del dispositivo idraulico ausiliario di frenatura secondo la presente invenzione in funzione della temperatura dell’olio del circuito idraulico di un generico veicolo dotato di motore a combustione interna;
la figura 13 è un diagramma che mostra il funzionamento del dispositivo idraulico ausiliario di frenatura secondo la presente invenzione in funzione dell’angolo di sterzata del veicolo su cui tale dispositivo idraulico ausiliario di frenatura è montato; e
la figura 14 è un diagramma che mostra l’andamento delle curve di velocità del veicolo, di regime di rotazione del motore e di velocità di rotazione della ventola di raffreddamento, nel caso di marcia in discesa, in funzione del tempo e dell’attivazione del dispositivo idraulico ausiliario di frenatura secondo la presente invenzione.
Con riferimento alle figure, vengono mostrati alcuni componenti fondamentali di un generico veicolo con motore a combustione interna, in particolare ma non esclusivamente un trattore agricolo. Il veicolo comprende, in maniera di per sé nota, un motore a combustione interna 10 e uno o più circuiti idraulici 12 di controllo operativamente collegati a tale motore a combustione interna 10.
Ciascun circuito idraulico 12 è configurato per comandare uno o più dispositivi del veicolo, come ad esempio la trasmissione, lo sterzo, i freni, ecc., e comprende almeno una pompa idraulica 14 in grado di trasformare in energia idraulica l’energia meccanica prelevata dal motore a combustione interna 10. In altre parole, per poter funzionare correttamente e azionare di conseguenza i dispositivi a essa collegati tramite il relativo circuito idraulico 12, ciascuna pompa idraulica 14 assorbe una quantità variabile della coppia motrice erogata dal motore a combustione interna 10. Nel caso in cui il veicolo sia un trattore agricolo, uno dei circuiti idraulici 12 può essere costituito ad esempio dal circuito idraulico ausiliario, in grado di comandare gli accessori e i dispositivi di servizio dei rimorchi agganciabili al trattore agricolo stesso.
La pompa idraulica 14 può essere collegata al motore a combustione interna 10 in modo diretto oppure indiretto tramite una trasmissione. La pompa idraulica 14 per il dispositivo idraulico ausiliario di frenatura potrebbe anche essere meccanicamente collegata, mediante eventuale opportuna trasmissione, alle ruote del veicolo.
Secondo l’invenzione, almeno uno dei circuiti idraulici 12 del veicolo è provvisto di almeno un gruppo valvolare di blocco 16 in grado di controllare la pressione esercitata dalla pompa idraulica 14 sul fluido circolante nel circuito idraulico 12 stesso. Il controllo della pressione esercitata dalla pompa idraulica 14 sul fluido circolante nel circuito idraulico 12 regola direttamente la coppia assorbita dalla pompa idraulica 14. Durante l’utilizzo del dispositivo idraulico ausiliario di frenatura con marcia del veicolo in discesa, parte dell’energia cinetica del veicolo viene convertita prima in energia idraulica, mediante il controllo della pressione sulla pompa 14 con l’utilizzo di una valvola di laminazione, e poi in energia termica.
L’energia termica prodotta durante l’azione frenante può essere dissipata da uno scambiatore di calore previsto a bordo del veicolo sul circuito idraulico 12. Tale scambiatore di calore può essere installato sul medesimo circuito idraulico 12 utilizzato per la funzione del dispositivo idraulico ausiliario di frenatura, oppure su un altro circuito idraulico che condivida il medesimo fluido. Al fine di ottimizzare lo scambio termico, la valvola idraulica di laminazione può anche prevedere uno specifico circuito di raffreddamento utilizzando un fluido di natura liquida o gassosa.
Nel dettaglio, come mostrato nelle figure 3 e 4, il gruppo valvolare di blocco 16 può essere costituito da una prima valvola 18 a comando elettromagnetico o a solenoide, in grado di attivare e disattivare il gruppo valvolare di blocco 16 stesso. Quando la prima valvola 18 a comando elettromagnetico o a solenoide non è attivata da alcuna corrente elettrica, il gruppo valvolare di blocco 16 è completamente inattivo e il relativo circuito idraulico 12 è pienamente efficace nel comandare i rispettivi dispositivi. In tale condizione operativa, quindi, il valore dell’azione frenante esercitata dal dispositivo idraulico di frenatura ausiliaria è pari a zero.
Il gruppo valvolare di blocco 16 comprende inoltre una seconda valvola proporzionale 20 di controllo della pressione a comando elettromagnetico o a solenoide, in grado di controllare in maniera proporzionale la pressione esercitata dalla pompa idraulica 14 sul fluido circolante nel circuito idraulico 12 per regolare, di conseguenza, la coppia assorbita dalla pompa 14, ovvero la coppia frenante. La seconda valvola proporzionale 20 di controllo della pressione si attiva quando la prima valvola 18 a comando elettromagnetico o a solenoide risulta a sua volta attivata.
E’ importante specificare che lo schema idraulico del gruppo valvolare di blocco 16 sin qui descritto si riferisce a un esempio di circuito idraulico 12 dotato di pompa idraulica 14 a cilindrata fissa. Il gruppo valvolare di blocco 16, con opportuni accorgimenti, può essere utilizzato anche su circuiti idraulici dotati di pompe a cilindrata variabile. Inoltre, il gruppo valvolare di blocco 16 è stato definito come gruppo singolo per evidenziare la facilità di implementazione in un circuito idraulico 12 preesistente. Resta intesa la possibilità di integrazione dei componenti idraulici di tale gruppo valvolare di blocco 16 nei distributori e nei gruppi valvola presenti nel circuito idraulico 12 del veicolo.
Il dispositivo idraulico ausiliario di frenatura costituito dal gruppo valvolare di blocco 16 può essere operativamente collegato all’unità elettronica di controllo (ECU) 22 normalmente prevista a bordo del veicolo. L’unità elettronica di controllo 22 è in grado di gestire e/o di calcolare una pluralità di informazioni e parametri riguardanti il funzionamento dei dispositivi di bordo del veicolo. Tali informazioni e parametri vengono rilevati da una pluralità di sensori 24 presenti a bordo del veicolo e vengono quindi inviati all’unità elettronica di controllo 22 tramite corrispondenti canali di comunicazione. Le informazioni e i parametri possono essere costituiti, ad esempio, dal regime di rotazione del motore a combustione interna 10, dalla posizione dell’acceleratore, dalla potenza erogata dal motore a combustione interna 10, dalla velocità del veicolo, dalla temperatura dell’olio idraulico, dalle condizioni di funzionamento dell’impianto di frenatura di servizio, della trasmissione, dello sterzo, ecc.
Il dispositivo idraulico ausiliario di frenatura costituito dal gruppo valvolare di blocco 16 può quindi essere attivato manualmente dal conducente del veicolo, azionando un corrispondente interruttore di comando 26, oppure può essere attivato automaticamente dall’unità elettronica di controllo 22, in base alle condizioni di funzionamento del veicolo ottenute dalle informazioni fornite dai sensori 24. Dopo l’attivazione del sistema, l’unità elettronica di controllo 22 inizia il controllo e le attivazioni delle elettrovalvole 18 e 20 del dispositivo idraulico ausiliario di frenatura.
Ad esempio, durante la marcia in discesa e con un rimorchio agganciato al veicolo, il regime di rotazione del motore a combustione interna 10 aumenta senza che sia effettuata alcuna azione frenante sul veicolo e senza che l’operatore richieda un aumento della velocità di rotazione del motore. In una simile condizione operativa l’unità elettronica di controllo 22 può ridurre il rapporto di trasmissione, attivare e modulare il dispositivo idraulico ausiliario di frenatura costituito dal gruppo valvolare di blocco 16 e attivare alla massima velocità la ventola di raffreddamento del motore a combustione interna 10 per dissipare energia.
L’interruttore di comando 26 può essere inteso in diverse forme, posizioni e modalità di attuazione. Ad esempio, l’interruttore di comando 26 può essere costituito da un pulsante sulla consolle di comando del veicolo, da una levetta a comando manuale piuttosto che da un pulsante a pedale e può addirittura essere integrato in comandi già presenti sul veicolo stesso, come ad esempio i pedali dei freni o il pulsante di attivazione della funzione “cruise speed control”.
Nelle figure 12 e 13 vengono mostrati rispettivi diagrammi che mostrano il funzionamento del dispositivo idraulico ausiliario di frenatura secondo la presente invenzione in funzione di alcuni parametri specifici. Ad esempio, con riferimento alla figura 12, la temperatura dell’olio idraulico è un parametro costantemente controllato dall’unità elettronica di controllo 22. L’attivazione del gruppo valvolare di blocco 16 e le relative condizioni di funzionamento possono essere gestite in funzione della temperatura dell’olio idraulico per massimizzare l’azione di frenatura, proteggendo al contempo i componenti del circuito idraulico 12 da eventuali malfunzionamenti.
Con riferimento alla figura 13, anche l’angolo di sterzata e le condizioni di funzionamento dell’impianto di frenatura di servizio del veicolo sono parametri costantemente controllati dall’unità elettronica di controllo 22. L’attivazione del gruppo valvolare di blocco 16 e le relative condizioni di funzionamento possono essere gestite in funzione dell’angolo di sterzata per incrementare la stabilità del veicolo, in particolare quando tale veicolo si trova a dover trainare un rimorchio. In aggiunta, al raggiungimento di un angolo di sterzata predefinito, l’unità elettronica di controllo 22 può anche attivare un avvisatore acustico e/o ottico per indurre il conducente del veicolo ad azionare l’impianto di frenatura di servizio, così da ottenere una forza frenante sia sul veicolo, sia sul relativo rimorchio e incrementare la stabilità dell’intero “treno” (veicolo più rimorchio).
In generale, il dispositivo idraulico ausiliario di frenatura costituito dal gruppo valvolare di blocco 16 opera nel seguente modo. Prima dell’attivazione del dispositivo idraulico ausiliario di frenatura l’unità elettronica di controllo 22 effettua costantemente il controllo delle informazioni e dei parametri provenienti dai corrispondenti sensori 24, individuando eventualmente le condizioni operative del veicolo idonee per l’attivazione di tale dispositivo idraulico ausiliario di frenatura. Queste condizioni operative possono comprendere:
- un incremento, non determinato dal conducente, del regime di rotazione del motore a combustione interna 10 e della velocità del veicolo;
- il raggiungimento di una posizione predefinita dell’acceleratore del motore a combustione interna 10;
- una diminuzione della potenza erogata dal motore a combustione interna 10 al di sotto di un valore minimo predefinito;
- il raggiungimento di un campo predefinito della temperatura dell’olio lubrificante del motore a combustione interna 10;
- il raggiungimento di una condizione operativa predefinita dell’impianto di frenatura di servizio del veicolo;
- il raggiungimento di un campo predefinito dell’angolo di sterzata del veicolo.
Se una o più delle condizioni operative del veicolo individuate dai sensori 24 vengono soddisfatte (di preferenza, tutte le suddette condizioni operative del veicolo individuate dai sensori 24 devono essere soddisfatte), l’unità elettronica di controllo 22 attiva il dispositivo idraulico ausiliario di frenatura e aziona contestualmente uno o più determinati dispositivi di bordo del veicolo per rendere efficace il funzionamento di tale dispositivo idraulico ausiliario di frenatura. In particolare, l’unità elettronica di controllo 22:
- incrementa la velocità di rotazione della ventola di raffreddamento del motore a combustione interna 10, sia per migliorare le condizioni di raffreddamento, dissipando la massima quantità possibile di energia, sia per incrementare ulteriormente l’azione frenante del motore a combustione interna 10, a causa della coppia motrice assorbita dalla ventola di raffreddamento;
- riduce il rapporto di trasmissione, in maniera progressiva nel caso di trasmissione a variazione continua (CVT), per mantenere il regime di rotazione del motore a combustione interna 10 in un intervallo compreso tra quello della coppia e quello della potenza massima;
- disabilita il sistema di risparmio energetico (quando presente) del veicolo. Il sistema di risparmio energetico montato sul veicolo può essere costituito, ad esempio, da un sistema di bypass della pompa idraulica 14 montato sul relativo circuito idraulico L’attivazione del dispositivo idraulico ausiliario di frenatura avviene dapprima energizzando la prima valvola 18 a comando elettromagnetico o a solenoide e quindi energizzando, con una corrente modulata, la seconda valvola proporzionale 20 di controllo della pressione.
L’unità elettronica di controllo 22 mantiene costantemente sotto controllo sia il dispositivo idraulico ausiliario di frenatura, sia le informazioni e i parametri provenienti dai sensori 24 per tutto il periodo di tempo in cui tale dispositivo idraulico ausiliario di frenatura rimane attivo, segnalando eventuali errori e/o malfunzionamenti al conducente del veicolo tramite determinati dispositivi avvisatori acustici e/o ottici del veicolo stesso. In particolare, l’unità elettronica di controllo 22 effettua un controllo costante sulla velocità di avanzamento del veicolo per mantenerla all’interno di un intervallo predefinito di velocità, calcolato nell’istante di tempo di attivazione del dispositivo idraulico ausiliario di frenatura. Il dispositivo idraulico ausiliario di frenatura secondo la presente invenzione opera quindi in maniera analoga a un “cruise speed control”.
Gli errori e/o i malfunzionamenti segnalati al conducente del veicolo possono essere costituiti da: - generici malfunzionamenti del veicolo, correlati o meno a un guasto del dispositivo idraulico ausiliario di frenatura;
- errori nell’acquisizione delle informazioni e dei parametri provenienti dai sensori 24;
- superamento di un valore predefinito del regime di rotazione del motore a combustione interna 10;
- riduzione delle prestazioni del dispositivo idraulico ausiliario di frenatura.
Oltre alla segnalazione degli errori, l’unità elettronica di controllo 22 può generare specifici avvisi per il conducente del veicolo affinché azioni prontamente l’impianto di frenatura di servizio. Questa azione può essere richiesta nel caso in cui siano individuate situazioni potenzialmente critiche per la stabilità del veicolo e/o di un suo eventuale rimorchio.
Ad esempio, durante la marcia in discesa del veicolo al traino di un rimorchio, la stabilità del “treno” in presenza di un rimorchio particolarmente carico e pesante può essere compromessa se non vi è un perfetto allineamento tra il veicolo e il rimorchio durante la fase di frenata del solo veicolo trainante. Per tale ragione, l’unità elettronica di controllo 22 effettua verifiche costanti sull’angolo di sterzata e invia segnali di allerta per l’attivazione dell’impianto di frenatura di servizio prima che si verifichino situazioni potenzialmente critiche. L’attivazione dell’impianto di frenatura di servizio è infatti essenziale per ottenere la frenatura del rimorchio, che è la condizione che contribuisce maggiormente al mantenimento della stabilità del “treno”.
Si è così visto che il dispositivo idraulico ausiliario di frenatura per un veicolo con motore a combustione interna secondo la presente invenzione realizza gli scopi in precedenza evidenziati. In particolare, tale dispositivo idraulico ausiliario di frenatura incrementa la sicurezza durante la marcia in discesa del veicolo, controllandolo in maniera attiva e generando all’occorrenza segnali di allerta e di pericolo per il conducente.
Il dispositivo idraulico ausiliario di frenatura per un veicolo secondo la presente invenzione genera una coppia frenante variabile per mantenere costante la velocità e la controllabilità del veicolo. Tale dispositivo idraulico ausiliario di frenatura non genera alcun tipo di attrito tra i componenti del veicolo, preservandoli quindi dall’usura.
Il dispositivo idraulico ausiliario di frenatura per un veicolo con motore a combustione interna della presente invenzione così concepito è suscettibile in ogni caso di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nel medesimo concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti. In pratica i materiali utilizzati, nonché le forme e le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze tecniche.
Ad esempio, il dispositivo idraulico ausiliario di frenatura per un veicolo con motore a combustione interna della presente invenzione può essere implementato con l’aggiunta di ulteriori sensori e relativi segnali. Tali sensori e relativi segnali possono comprendere:
- un radar o altro dispositivo in grado di rilevare la velocità reale del veicolo, al fine di poter calcolare ulteriori parametri come lo slittamento dei pneumatici. Il parametro di slittamento dei pneumatici può essere utilizzato per limitare il livello della coppia frenante del dispositivo idraulico ausiliario di frenatura in condizione di scarsa aderenza del terreno, limitando a un valore massimo prestabilito lo slittamento dei pneumatici. Tale funzionalità consente di ottimizzare le prestazioni e aumentare la sicurezza per il controllo del veicolo, come avviene per i sistemi frenanti dotati di dispositivo antibloccaggio (ABS);
- un inclinometro in grado di segnalare in maniera precisa il grado di inclinazione del veicolo durante la marcia su terreni non piani;
- un dispositivo di localizzazione basato su un generico sistema satellitare globale di navigazione (GNSS o GPS), in grado di fornire periodicamente la posizione geografica assoluta del veicolo sul globo terrestre;
- un dispositivo di attivazione automatica dell’impianto di frenatura di servizio e/o di soccorso, altresì denominato di emergenza, qualora la legislazione tecnica specifica di prodotto, nazionale, comunitaria o internazionale, non lo vieti espressamente.
L’ambito di tutela dell’invenzione è pertanto definito dalle rivendicazioni allegate.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Veicolo comprendente: - un motore a combustione interna (10); - uno o più circuiti idraulici (12) di controllo operativamente collegati a detto motore a combustione interna (10), ciascun circuito idraulico (12) essendo configurato per comandare uno o più dispositivi del veicolo e comprendendo almeno una pompa idraulica (14) in grado di trasformare in energia idraulica l’energia meccanica prelevata dal motore a combustione interna (10), oppure dalla trasmissione collegata alle ruote del veicolo, ove detta energia meccanica è costituita da una quantità variabile della coppia motrice assorbita dalla pompa idraulica (14) al motore a combustione interna (10) oppure alla trasmissione collegata alle ruote del veicolo; - un’unità elettronica di controllo (22) in grado di gestire e/o di calcolare una pluralità di informazioni e parametri riguardanti il funzionamento dei dispositivi di bordo del veicolo, dette informazioni e detti parametri essendo rilevati da una pluralità di sensori (24) presenti a bordo del veicolo ed essendo quindi inviati all’unità elettronica di controllo (22) tramite corrispondenti canali di comunicazione; caratterizzato dal fatto che almeno uno dei circuiti idraulici (12) è provvisto di almeno un gruppo valvolare di blocco (16) in grado di controllare la pressione esercitata dalla pompa idraulica (14) sul fluido circolante in detto circuito idraulico (12), il controllo della pressione esercitata dalla pompa idraulica (14) sul fluido circolante in detto circuito idraulico (12) regolando direttamente la quantità di coppia motrice assorbita dalla pompa idraulica (14) al motore a combustione interna (10) o alla trasmissione collegata alle ruote del veicolo, determinando così un’azione frenante del veicolo.
- 2. Veicolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il gruppo valvolare di blocco (16) comprende: - una prima valvola (18) a comando elettromagnetico in grado di attivare e disattivare detto gruppo valvolare di blocco (16) cosicché, quando detta prima valvola (18) non è attraversata da alcuna corrente elettrica, il gruppo valvolare di blocco (16) è completamente inattivo, il relativo circuito idraulico (12) è pienamente efficace nel comandare i rispettivi dispositivi e il valore dell’azione frenante esercitata dal motore a combustione interna (10) in funzione della variazione della relativa coppia motrice è pari a zero; - una seconda valvola proporzionale (20) di controllo della pressione a comando elettromagnetico, in grado di controllare in maniera proporzionale la pressione esercitata dalla pompa idraulica (14) sul fluido circolante nel circuito idraulico (12) per regolare, di conseguenza, la coppia assorbita dalla pompa idraulica (14), detta seconda valvola proporzionale (20) di controllo della pressione attivandosi quando la prima valvola (18) risulta a sua volta attivata.
- 3. Veicolo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che il gruppo valvolare di blocco (16) è operativamente collegato all’unità elettronica di controllo (22) ed è attivato automaticamente da detta unità elettronica di controllo (22) in base alle condizioni di funzionamento del veicolo ottenute dalle informazioni fornite dai sensori (24).
- 4. Veicolo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto di comprendere uno scambiatore di calore sul circuito idraulico (12) per dissipare il calore generato dall’azione frenante indotta dal gruppo valvolare di blocco (16).
- 5. Metodo per la frenatura ausiliaria di un veicolo con motore a combustione interna (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi: - controllo, da parte dell’unità elettronica di controllo (22), delle informazioni e dei parametri provenienti dai corrispondenti sensori (24), individuando eventualmente le condizioni operative del veicolo idonee per l’attivazione del dispositivo idraulico ausiliario di frenatura costituito dal gruppo valvolare di blocco (16); - attivazione, da parte dell’unità elettronica di controllo (22) e se una o più delle condizioni operative del veicolo individuate dai sensori (24) vengono soddisfatte, del dispositivo idraulico ausiliario di frenatura e azionamento contestuale di uno o più determinati dispositivi di bordo del veicolo per rendere efficace il funzionamento di detto dispositivo idraulico ausiliario di frenatura; - controllo costante, da parte dell’unità elettronica di controllo (22), sia del dispositivo idraulico ausiliario di frenatura, sia delle informazioni e dei parametri provenienti dai sensori (24) per tutto il periodo di tempo in cui detto dispositivo idraulico ausiliario di frenatura rimane attivo, segnalando eventuali errori e/o malfunzionamenti al conducente del veicolo tramite determinati dispositivi avvisatori acustici e/o ottici di detto veicolo.
- 6. Metodo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che le condizioni operative del veicolo idonee per l’attivazione del dispositivo idraulico ausiliario di frenatura costituito dal gruppo valvolare di blocco (16) comprendono: - un incremento, non determinato dal conducente, del regime di rotazione del motore a combustione interna (10) e della velocità del veicolo; - il raggiungimento di una posizione predefinita dell’acceleratore del motore a combustione interna (10); - una diminuzione della potenza erogata dal motore a combustione interna (10) al di sotto di un valore minimo predefinito; - il raggiungimento di un campo predefinito della temperatura dell’olio del circuito idraulico (12); - il raggiungimento di una condizione operativa predefinita dell’impianto di frenatura di servizio del veicolo; - il raggiungimento di un campo predefinito dell’angolo di sterzata del veicolo.
- 7. Metodo secondo la rivendicazione 5 o 6, caratterizzato dal fatto che, nella fase di attivazione del dispositivo idraulico ausiliario di frenatura, l’unità elettronica di controllo (22): - incrementa la velocità di rotazione della ventola di raffreddamento del motore a combustione interna (10), sia per migliorare le condizioni di raffreddamento, dissipando la massima quantità possibile di energia, sia per incrementare ulteriormente l’azione frenante del motore a combustione interna (10), a causa della coppia motrice assorbita da detta ventola di raffreddamento; - riduce il rapporto di trasmissione per mantenere il regime di rotazione del motore a combustione interna (10) entro un intervallo predefinito; - disabilita un sistema di risparmio energetico costituito da un sistema di bypass della pompa idraulica (14) montato sul relativo circuito idraulico (12).
- 8. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 7, caratterizzato dal fatto che la fase di attivazione del dispositivo idraulico ausiliario di frenatura avviene dapprima energizzando la prima valvola (18) a comando elettromagnetico del gruppo valvolare di blocco (16) e quindi energizzando, con una corrente modulata, la seconda valvola proporzionale (20) di controllo della pressione di detto gruppo valvolare di blocco (16).
- 9. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 8, caratterizzato dal fatto che, nella fase di controllo del dispositivo idraulico ausiliario di frenatura, l’unità elettronica di controllo (22) effettua un controllo costante sulla velocità di avanzamento del veicolo per mantenerla nell’intorno di un valore predefinito di velocità, calcolato nell’istante di tempo di attivazione del dispositivo idraulico ausiliario di frenatura oppure definito dall’utente con una funzione “cruise speed control”.
- 10. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 9, caratterizzato dal fatto che, nella fase di controllo del dispositivo idraulico ausiliario di frenatura e nel caso in cui siano individuate situazioni potenzialmente critiche per la stabilità del veicolo e/o di un suo eventuale rimorchio, l’unità elettronica di controllo (22) genera specifici avvisi per il conducente del veicolo affinché azioni prontamente l’impianto di frenatura di servizio.
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- 2014-12-01 EP EP14195708.4A patent/EP2878505B1/en active Active
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Also Published As
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