Dispositivo y método para manejar un compresor de sistema de frenado neumático, en particular para vehículos industriales.

Método de manejo del compresor de un sistema de frenado neumático, en particular para vehículos industriales, que tiene un sistema de frenado al menos parcialmente neumático, comprendiendo el sistema

* un depósito de acumulación de aire comprimido,

* un compresor correspondiente y un dispositivo de secado,

comprendiendo el método las siguientes etapas:

- adquisición de información en relación con una ruta que va a recorrerse,

caracterizado por las siguientes etapas:

- cálculo de un intervalo futuro de tiempo

(Tpartorsorbajo) en el que se requiere un par torsor de accionamiento más bajo que un umbral predeterminado (ETth),

- cálculo de un tiempo restante (Trem) antes del inicio de dicho intervalo de tiempo,

- definición de umbrales de presión entre una presión mínima (Pmín) y una presión máxima (Pmáx),

- comparación de una presión actual (Pa) del aire comprimido con dichos umbrales de presión y comienzo, de acuerdo con dicha presión actual (Pa), de la preparación de compresor,

- si la preparación para la activación del compresor se ha iniciado, cálculo del tiempo de retardo (Retardo) antes del arranque del compresor,

- arranque del compresor, al final de dicho tiempo de retardo (Retardo).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2010/056050.

Solicitante: IVECO S.P.A..

Inventor/es: BEZZE,MASSIMO, PRINA,CLAUDIO, GENNARI,PAOLO, CASSOLA,RICCARDO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > VEHICULOS EN GENERAL > SISTEMAS DE CONTROL DE FRENOS PARA VEHICULOS O PARTES... > B60T17/00 (Elementos, partes constitutivas o accesorios de sistemas de frenos no cubiertos por los grupos B60T 8/00, B60T 13/00 ó B60T 15/00, o que presentan otras características interesantes)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > VEHICULOS EN GENERAL > SISTEMAS DE CONTROL DE FRENOS PARA VEHICULOS O PARTES... > Elementos, partes constitutivas o accesorios de sistemas... > B60T17/02 (Disposición de bombas, compresores o de sus dispositivos de control)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > VEHICULOS EN GENERAL > SISTEMAS DE CONTROL DE FRENOS PARA VEHICULOS O PARTES... > Estructura, disposición o funcionamiento de válvulas... > B60T15/48 (para llenado de depósitos)

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Fragmento de la descripción:

Dispositivo y método para manejar un compresor de sistema de frenado neumático, en particular para vehículos industriales 5

Campo de aplicación de la invención [0001] La presente invención se refiere al campo de los dispositivos y métodos para manejar un compresor de sistema de frenado neumático, en particular para vehículos industriales que comprenden un sistema de frenado al menos parcialmente neumático.

Descripción de la técnica anterior

Los vehículos industriales están provistos con un sistema de frenado neumático. Esto da como resultado que el aire se mantenga presurizado en el sistema de frenado durante tanto tiempo como el frenado del vehículo tenga lugar, cuando se expulsa el aire. Con el fin de restaurar el nivel de presión antes del frenado, se acumula aire comprimido en un depósito apropiado.

Por un lado, los depósitos siempre comienzan a llenarse cuando se alcanzan unos umbrales de presión predeterminados, también mediante la retirada de potencia para el motor, afectando de este modo al consumo de combustible. Debido a que la preparación del sistema para la recarga de los depósitos de aire comprimido lleva de 10 a 20 segundos, no es posible sincronizar el inicio de la recarga con una condición de par torsor de accionamiento bajo.

Por otro lado, el aire almacenado en el depósito y, por lo tanto, en el sistema de frenado, ha de privarse de la condensación que se forma en el mismo para evitar que se deteriore el rendimiento del sistema de frenado. Por esta razón se proporciona un dispositivo de secado, el cual deshumidifica el aire de admisión. Mediante la retirada del aire comprimido con respecto al sistema de frenado, se retira la condensación acumulada en el cartucho provisto. Debido a que no se conoce el valor de humedad real del aire de admisión, la frecuencia de la retirada del aire comprimido para regenerar el cartucho se corresponde con el caso en el que tal valor es de un 100 % (peor caso) . Dicho funcionamiento no es eficiente.

Se conocen métodos que están basados en el análisis de la pendiente de una sección de carretera que va a recorrerse. El documento US2008206070 describe un método para manejar el compresor que fuerza la activación del compresor en el caso de umbral de presión muy cercano entre sí, cuando el vehículo está desplazándose sobre una carretera cuesta abajo. Tales activaciones frecuentes tienden a comprometer la eficiencia del propio compresor, por encima de todo debido a que los umbrales no son equidistantes.

El documento WO2009/010199 hace referencia a la predicción de las así denominadas condiciones de arrastre del motor, solo sobre la base de información de tipo altimétrico acerca de la carretera. Además, este no considera la hipótesis de fraccionar la recarga del depósito de aire comprimido.

El documento WO 2006 071170 divulga un método de control del funcionamiento del compresor mediante unos medios de identificación de posición para establecer un nivel de presión adaptado para un consumo de aire 45 esperado.

Ninguno de los documentos que se han mencionado en lo que antecede considera un aspecto fundamental en el manejo de la activación del compresor para sistemas de frenado neumático, a saber, la preparación del compresor, que puede requerir varios segundos, determinando la ineficiencia de los métodos que se han mencionado en lo que antecede.

Sumario de la invención [0009] Por lo tanto, el fin de la presente invención es indicar un método más eficiente para manejar un compresor de 55 sistema de frenado neumático y secador, en particular para vehículos industriales.

El objeto de la presente invención es un método de manejo de un compresor de sistema de frenado neumático, en particular para vehículos industriales, de acuerdo con la reivindicación 1.

Un objeto particular de la presente invención es un método de manejo de un compresor de sistema de frenado neumático, en particular para vehículos industriales, tal como se describe con más detalle en las reivindicaciones dependientes, las cuales forman una parte integral de la presente invención.

Un objeto adicional de la presente invención es un dispositivo para manejar un compresor de sistema de 65 frenado neumático, que comprende unos medios para llevar a cabo el método y unos medios que se han mencionado en lo que antecede para recibir la información necesaria para llevar a cabo el método que se ha mencionado en lo que antecede.

Por lo tanto, de acuerdo con la presente invención, se obtiene un efecto técnico que anticipa la preparación del compresor de una forma eficiente con respecto a la activación del propio compresor.

Ventajosamente, la preparación del compresor se realiza en relación con la información acerca de la presión actual del aire comprimido en el interior del depósito, a saber, con independencia de las características de la carretera y las condiciones climatológicas y de la carretera, mientras que la activación del compresor se determina por la carretera, las condiciones de la carretera y climatológicas que se han mencionado en lo que antecede.

El manejo de la preparación y activación del compresor deberían ser sinérgicos, debido a que una vez que el compresor está listo, tan pronto como el par torsor requerido sea más bajo que un umbral predeterminado en un tiempo predeterminado, el compresor puede activarse de manera inmediata sin perder más tiempo.

La activación del compresor se maneja de forma ventajosa por medio de una prioridad que se evalúa en términos de un tiempo de retardo antes de la activación del compresor, siguiendo su preparación correspondiente.

De acuerdo con una realización alternativa preferida de la invención, tal retardo es una función proporcional al tiempo de frenado e inversamente proporcional a la presión actual medida en el depósito.

De acuerdo con una realización alternativa adicional, cuando tal retardo es igual a cero, el compresor se activa, con independencia del par torsor que se requiere para el motor. Además, debido a que no solo se consideran las condiciones altimétricas de la carretera, sino también la señalización horizontal y la vertical, junto con una estimación del coeficiente de rozamiento de los neumáticos y de las condiciones climatológicas y de tráfico, es posible obtener una estimación aproximada mejor del intervalo de tiempo en el que el par torsor que se requiere para el motor es bajo, y, al mismo tiempo, una estimación del uso del sistema de frenado. De acuerdo con otro aspecto de la invención, el concepto de fraccionar la recarga del depósito de aire comprimido también se aplica a la regeneración del cartucho de secador. Un objeto adicional de la presente invención es un método de manejo de la regeneración de un dispositivo de secado de un sistema de frenado neumático, en particular para vehículos industriales, que tiene un sistema de frenado al menos parcialmente neumático, comprendiendo el sistema

• un depósito de acumulación de aire comprimido,

• un compresor correspondiente y un dispositivo de secado,

comprendiendo el método las siguientes etapas:

- determinación de un nivel de humedad actual en relación con el dispositivo de secado,

- definición de umbrales de humedad entre la humedad mínima y máxima, que son preferiblemente equidistantes entre sí,

- cálculo de una prioridad de regeneración como una función proporcional a la humedad actual e inversamente proporcional a la presión actual,

- comienzo de una regeneración parcial si dicha prioridad supera un umbral predeterminado.

En particular, una realización alternativa preferida del método de manejo del proceso de regeneración del... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Método de manejo del compresor de un sistema de frenado neumático, en particular para vehículos industriales,

que tiene un sistema de frenado al menos parcialmente neumático, comprendiendo el sistema 5

• un depósito de acumulación de aire comprimido,

• un compresor correspondiente y un dispositivo de secado,

comprendiendo el método las siguientes etapas: 10

-adquisición de información en relación con una ruta que va a recorrerse,

caracterizado por las siguientes etapas:

-cálculo de un intervalo futuro de tiempo (Tpartorsorbajo) en el que se requiere un par torsor de accionamiento más bajo que un umbral predeterminado (ETth) ,

-cálculo de un tiempo restante (Trem) antes del inicio de dicho intervalo de tiempo,

-definición de umbrales de presión entre una presión mínima (Pmín) y una presión máxima (Pmáx) ,

-comparación de una presión actual (Pa) del aire comprimido con dichos umbrales de presión y comienzo, de 20 acuerdo con dicha presión actual (Pa) , de la preparación de compresor,

-si la preparación para la activación del compresor se ha iniciado, cálculo del tiempo de retardo (Retardo) antes del arranque del compresor,

-arranque del compresor, al final de dicho tiempo de retardo (Retardo) .

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho intervalo futuro de tiempo (Tpartorsorbajo) , en el que se requiere un par torsor de accionamiento más bajo que dicho umbral predeterminado (ETth) , comprende un tiempo de frenado de vehículo (Tb) y / o un tiempo de estabilización de vehículo a una velocidad más baja que una velocidad inicial (L_1 / V_1) .

3. Método de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende una etapa para verificar que el par torsor (ET) que se requiere para el motor del vehículo es más bajo que dicho par torsor predeterminado (ETth) antes de la activación del compresor cuando dicho tiempo de espera tiene un valor más alto que cero (Retardo > 0) .

4. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos umbrales de presión son cuatro y 35 son equidistantes entre sí.

5. Método de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, en el que dicha información en relación con una ruta que va a recorrerse comprende:

-variación de longitud, pendiente, inclinación y curvatura de una sección de carretera,

-variación de tipo de carretera: urbana / extra-urbana / autovía con referencia particular a:

ocambios de dirección,

oseñalización, incluyendo señales de advertencia, señales que dan órdenes, señales de cesión de paso, 45 señales de prohibición y señalización horizontal,

opresencia de semáforos, encrucijadas, pasos de diversa naturaleza, incluyendo pasos peatonales,

ferroviarios, de carril bici,

-información de tráfico, condiciones de la carretera, información climatológica.

50. coeficiente de agarre (1) de los neumáticos sobre una superficie de carretera.

6. Método de acuerdo con la reivindicación 5, en el que dicha información se adquiere y se maneja como eventos y se clasifica de acuerdo con el orden de tiempo de acuerdo con el que el vehículo los encuentra a lo largo de la ruta recorrida, y en el que dicho cálculo de dicho intervalo de tiempo (Tpartorsorbajo) se calcula para uno o más eventos 55 consiguientes.

7. Método de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, en el que dicha etapa de selección entre el comienzo o no comienzo de la preparación del compresor se realiza por medio de la siguiente tabla de consulta,

Pa (Presión de aire) Condiciones Acción Pt (presión objetivo) Retardo

Pa > Pmáx - 0 = (Detener compresor) - -

Ph < Pa < Pmáx - 1 (Sin acción) - -

Pl < Pa < Ph Trem = N. A. 1 (Sin acción) - -

Pl < Pa < Ph Trem f N. A. Y / O 2 = (Arrancar compresor) Pmáx Trem

Pa (Presión de aire) Condiciones Acción Pt (presión objetivo) Retardo

Tpartorsorbajo > (q * Tr)

Pmín < Pa < Pl - 2 = (Arrancar compresor) Ph Trem

Pa < Pmín - 2 = (Arrancar compresor) Ph 0 (ASAP)

en la que las variables

• Pa es la presión actual medida en el depósito o depósitos de aire comprimido, 5 • N. A. es un valor indefinido,

• Trem es dicho tiempo restante antes del inicio de dicho intervalo de tiempo (Tpartorsorbajo) ,

• Acción es la selección del comienzo o no comienzo de la preparación de compresor,

• Pt es una presión que ha de alcanzarse una vez que se ha arrancado el compresor

• Retardo es un tiempo de espera antes de la activación real del compresor. 10 • Tr = tiempo que se necesita para una recarga completa (por ejemplo.

3. 60 s)

• q = fracción de tiempo que se necesita para una recarga completa (por ejemplo, 0, 5 s) .

8. Método de acuerdo con la reivindicación 7, que comprende específicamente las siguientes etapas:

- (etapa 20) cálculo de Trem y Tpartorsorbajo,

- (etapa 1) , de acuerdo con el valor Pa medido y con el valor Trem calculado, asignación, de acuerdo con la tabla 1, de dicha presión objetivo Pt, de dicho parámetro que define dicha acción que va a realizarse ACCIÓN y de la variable de tiempo Retardo,

- (etapa 3) , con dependencia del valor de presión actual Pa, 20

- (ACCIÓN = 0) el compresor se detiene (etapa 5) y volver al inicio (etapa 20) , o

- (ACCIÓN = 1) volver al inicio (etapa 20) , o

- (ACCIÓN = 2) volver a la preparación del compresor (etapa 8) ;

-después de eso, si la preparación del compresor se ha iniciado, activación del compresor (etapa 11) después de un tiempo de espera Retardo (etapas 9 y 10) , hasta que la presión actual Pa alcanza una presión objetivo Pt (etapa 12) .

9. Método de acuerdo con la reivindicación 8, en el que la recarga del compresor continúa después de que se alcanza dicha presión objetivo Pt, si el par torsor de accionamiento requerido es más bajo que dicho umbral (ETth) y si la presión actual Pa es más baja que la máxima presión Pmáx.

10. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que calcular dicho intervalo de tiempo Tpartorsorbajo y dicho tiempo restante Trem antes del inicio de dicho intervalo de tiempo comprende las siguientes 35 etapas preliminares:

-seleccionar un evento,

-diferenciar si este es o no un evento puntual,

-calcular la velocidad apropiada V_1 para satisfacer el tipo de evento y la máxima velocidad Vmáx que puede 40 alcanzarse antes de que tenga lugar dicho evento,

-calcular la distancia hasta que tiene lugar el evento D_1,

-calcular dicha distancia a lo largo de la cual se prolonga el efecto de dicho evento L_1.

11. Método de acuerdo con la reivindicación 10, en el que el cálculo de Trem y de Tpartorsorbajo comprende las 45 siguientes etapas:

-cálculo de los siguientes parámetros intermedios:

• V_1 es una máxima velocidad antes de la siguiente variación detectada en una línea de horizonte de la 50 carretera;

• D_1 = longitud de la sección de carretera;

• L_1 es una longitud de la ruta que requiere la velocidad V_1 impuesta por características de la carretera;

- Adquisición de: 55

• H_1 es una altitud detectada por la línea de horizonte de la carretera;

• S_1 es una pendiente detectada a partir de la línea de horizonte de la carretera, que es positiva o negativa en relación con la pendiente de una sección de carretera recorrida;

• información acerca de señalización horizontal y vertical y acerca de las condiciones climatológicas. 60

12. Método de acuerdo con la reivindicación 11, en el que el cálculo de Trem y de Tpartorsorbajo comprende las siguientes etapas:

- (etapa 50) verificación de la entrada V_1 5 - (etapa 51) si V_1 es indefinida, Tpartorsorbajo y Trem son indefinidas (NA) , volver al inicio (etapa 1) ;

- (etapa 52) en otro caso, evaluación de una aceleración longitudinal del vehículo, por medio de un acelerómetro, o por medio del cálculo de una derivada en el tiempo de una velocidad longitudinal V, medida por medio de ruedas fónicas, u obtenida a partir del sistema de (radio) navegación;

- (etapa 53) , verificación de si la aceleración actual es más alta que cero (a > 0) y si la velocidad actual es más baja que una máxima velocidad admitida (V < Vmáx) ,

-Si tal verificación es positiva (etapa 54) entonces el vehículo está acelerando, por lo tanto

oCálculo del tiempo promedio Ta que es necesario para alcanzar la velocidad Vmáx comenzando a partir de la velocidad actual V, 15 oCálculo de la distancia Da que recorrerá el vehículo con el fin de alcanzar dicha velocidad Vmáx:

Vref = Vmáx Ta = (Vref - V) / a Da = 0, 5 * a * Ta^2

-Si, por el contrario, tal verificación es negativa (etapa 56) entonces el vehículo tiene una velocidad constante;

Vref = V Ta = 0, Da = 0 25

-después de eso (etapa 58)

ocálculo del tiempo que es necesario ajustar la máxima velocidad Vref a la velocidad V_1 impuesta por la siguiente variación y ocálculo de la distancia recorrida Db correspondiente; ocálculo del tiempo de recorrido Tc a velocidad constante Vref;

Tb = - (Vref -V_1) / Amín Db = - 0, 5 * Amín * Tb^2 35 Tc = (D_1 - Da - Db) / Vref

-después de eso, (siendo Ta, Tb, Tc conocidas) (etapa 60)

ocálculo de Trem como la suma del tiempo de aceleración Ta y el tiempo de recorrido Tc con velocidad constante Vref y ocálculo de Tpartorsorbajo como la suma del tiempo de frenado Tb y un tiempo igual al tiempo de duración (L_ 1 / V_1) de un evento siguiente en el que el vehículo es estable a una velocidad que requiere un par torsor de accionamiento más bajo que ETth:

Tpartorsorbajo = Tb + (L_1 / V_1) Trem = Ta + Tc.

13. Método de acuerdo con las reivindicaciones 11 o 12 para el cálculo preliminar de dichos parámetros intermedios: V_1, Vmáx, D_1, L_1 que comprende las siguientes etapas:

- (etapa 20) adquisición a partir del (radio) navegador de la información acerca de la posición actual del vehículo;

- (etapa 21) asignación de un valor a la variable 1 que representa un coeficiente de agarre de los neumáticos sobre la superficie de la carretera, como una función de las condiciones climatológicas / de la carretera detectadas por el radionavegador, por ejemplo:

o caso (heladas) , 1 = 0, 1

o caso (húmedas) , 1 = 0, 2 ocaso (fuera de carretera) , 1 = 0, 4

o por defecto, 1 = 0, 7

- (etapa 22) adquisición de:

oVmáx a partir del sistema de navegación; oAmín = -1g m/s2; 65 oaltitud h y opendiente actual s.

- (etapa 23) adquisición de datos acerca de la línea de horizonte de la carretera a partir del radionavegador.

- (etapa 24) verificación de si en la línea de horizonte de la carretera tiene lugar al menos una de las siguientes variaciones que dan lugar a que el vehículo se detenga:

oseñales de STOP / de cesión de paso

o cambio de dirección,

o giro obligatorio

o luz roja

oretención o atasco 10 si es positiva, se realiza la etapa 25, en otro caso se realiza la etapa 26;

-entonces, si la siguiente variación pertenece a una de las condiciones que se han mencionado en lo que antecede, (etapa 25) , asignación de las variables de salida, de las cuales:

oV_1 = 0

o L_1 = 0

e ir al cálculo de Tpartorsorbajo y de Trem,

-en otro caso, verificación de que la siguiente variación no pertenece a dicho grupo de variaciones,

-después de eso (etapa 26) verificación de que la siguiente variación consiste en una pendiente o en una diferencia negativa de altitud con respecto a la actual, preferiblemente más baja que un umbral seleccionable predeterminado: si es positiva

- (etapa 27) , el límite de velocidad detectado en los datos de línea de horizonte de la carretera se asigna a V_1;

si de entre los datos de línea de horizonte de la carretera se conoce la longitud de la pendiente cuesta abajo, este valor se asigna a L_1, en otro caso el valor por defecto o indefinido o D_1 se asigna a L_1,

e ir al cálculo de Tpartorsorbajo y de Trem;

- (etapa 28) si, por el contrario, el límite de velocidad detectado a partir de la línea de horizonte de la carretera es más bajo que el actual,

- (etapa 29) , el límite de velocidad detectado en los datos de línea de horizonte de la carretera se asigna a V_1; si los datos de línea de horizonte de la carretera incluyen la longitud de la sección de carretera con velocidad limitada, este valor se asigna a L_1, en otro caso el valor por defecto o indefinido se asigna a L_1 o ir al cálculo

de Tpartorsorbajo y de Trem;

-en otro caso, si el límite de velocidad detectado a partir de la línea de horizonte de la carretera supera el actual,

- (etapa 30) un valor indefinido se asigna a V_1 y a L_1

e ir al cálculo de Tpartorsorbajo y de Trem.

14. Un dispositivo para manejar un compresor de sistema de frenado neumático, en particular para vehículos industriales, siendo el sistema de frenado al menos parcialmente neumático y comprendiendo un depósito de acumulación de aire comprimido, un compresor correspondiente y un dispositivo de regeneración, comprendiendo el

dispositivo de manejo unos medios de interconexión adaptados para la interconexión con un sistema de navegación de vehículo caracterizado por unos medios adaptados para llevar a cabo las etapas de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 13.

15. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 14, que además comprende unos segundos medios de 50 interconexión adaptados para la interconexión con un dispositivo de DAB y / o con una conexión de datos y / o sensores de a bordo y / o una unidad de control de vehículo para dirigir al menos una función de vehículo.

16. Programa informático que comprende unos medios de código de programa adecuados para realizar las etapas de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, cuando tal programa se ejecuta en un ordenador. 55

17. Medios legibles por ordenador que comprenden un programa registrado, comprendiendo dichos medios legibles por ordenador unos medios de código de programa adecuados para realizar las etapas de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 13, cuando dicho programa se ejecuta en un ordenador.