METODO DE FRENAR UN VEHICULO.

Un método de frenar un vehículo (15) que incluye ruedas de contacto con el terreno (16-19),

y un sistema de frenado (28) con capacidad de ABS y que incluye un control del freno actuado por operador (31), el ABS siendo operativo en respuesta al operador que actúa el control del freno (31), y al detectar el sistema de frenado (28) el deslizamiento o el deslizamiento inminente de al menos una de las ruedas de contacto con el terreno (16-19) relativa al terreno, para variar la fuerza de frenado aplicada a al menos una de las ruedas (16-19) entre, en períodos alternativos, un estado aplicado en el cual se aplica la fuerza de frenado, y un estado liberado en el cual se libera la fuerza de frenado, y se caracteriza en que el método incluye la aplicación de los frenos operando el control del freno (31), y cuando el deslizamiento o el deslizamiento inminente de al menos una de las ruedas de contacto con el terreno (16-19) se detecta, la operación del ABS, y la aplicación de un par de apriete para ayudar a la aceleración de al menos una rueda (16-19) al menos durante los períodos en los cuales la fuerza de frenado es liberada por el ABS

Método de frenar un vehículo.

Esta invención está relacionada con un método de frenado de un vehículo en el cual una fuerza de frenado se aplica a las ruedas en contacto con el terreno.

DE19518813 propone un sistema de ABS que hace variar la fuerza de frenado aplicada a las ruedas donde el método que proporciona el control del par de fricción del motor para actuar en contra de la fijación de las ruedas, cuando el vehículo está en "over-run", es decir cuando un operario ha levantado el pie del pedal del acelerador.

Más particularmente pero no exclusivamente, la invención está relacionada con un método de frenar ruedas grandes en vehículos, por ejemplo, un tractor o máquina de carga y/o excavadora. En "ruedas" incluimos el cubo y el neumático de la rueda montados en el cubo.

Se están diseñando tales vehículos de ruedas grandes que son capaces de recorridos a alta velocidad, es decir, a las velocidades sobre 20 mph (32 kmph), en los carreteras públicas. Se requiere por consiguiente que los sistemas de frenos de tales vehículos cumplan con los estándares que se aplican a los vehículos de camino pesados tales como camiones. Más particularmente existe un requisito para que los sistemas de frenada de tales vehículos tengan capacidades ABS.

El ABS es operativo en respuesta a un operario que actúa un control del freno, y sobre el sistema de frenado al detectar el deslizamiento o el deslizamiento inminente de al menos una de las ruedas en contacto con el terreno relativas al terreno. El ABS varía la fuerza de frenado aplicada al menos a una de las ruedas entre, en períodos alternativos, un estado aplicado en el cual se aplica la fuerza de frenado, y un estado liberado en el cual se libera la fuerza de frenado. Las longitudes de los períodos del estado aplicado y del estado liberado y la magnitud de la fuerza de frenado aplicada durante los períodos de estado aplicado son determinadas por un algoritmo que determina una desaceleración teórica del vehículo y que supervisa constantemente la velocidad de al menos una rueda para verificar la validez de la desaceleración teórica resuelta.

De este modo, para que el ABS funcione óptimamente, es esencial que durante los períodos en los cuales se libera la fuerza de frenado, la rueda acelere debido a su contacto friccional con el terreno, de nuevo hacia una velocidad en la cual su velocidad angular esté cerca de la velocidad del vehículo relativa al terreno.

En el caso de los vehículos que tienen ruedas pesadas, por ejemplo ruedas grandes de tractor con un diámetro exterior de 2,0 metros o más y quizás una longitud axial de 0,6 metros o más, tales ruedas intrínsecamente tendrán una gran inercia. En el caso de los vehículos tales como descargadores, la circunferencia del balanceo de una rueda podría ser cercana a los 6 metros.

Se ha encontrado que durante los períodos en los cuales se libera la fuerza de frenado, tales ruedas pueden fallar en su aceleración a una velocidad en la cual su velocidad angular esté cerca de la velocidad del vehículo debido a su inercia. Se agrava el problema si hay un coeficiente de fricción inferior entre el terreno y la rueda, es decir, si el terreno está helado, de modo que las ruedas pueden deslizarse relativas al terreno durante los períodos en los cuales se libera la fuerza de frenado.

El efecto sobre la operación del ABS es que en la supervisión de la velocidad de una rueda durante los períodos en los cuales se libera la fuerza de frenado, el ABS podría hacer una asunción incorrecta sobre la velocidad del vehículo relativa al terreno, basada en su supervisión de la velocidad de la rueda para probar la validez de la desaceleración teórica resuelta del vehículo. Más particularmente, el ABS podría percibir que el vehículo está desacelerando en un índice más rápido de lo que realmente está, y según el frenado progresa el error aumenta. Así, según lo indicado por el gráfico mostrado en la figura 1, existe la posibilidad de que el ABS sea engañado en la determinación de que se ha detenido la velocidad del vehículo, cuando de hecho el vehículo está patinando por el terreno, es decir, una superficie de la carretera, con unas o más ruedas bloqueadas.

En la figura 1, el gráfico traza la velocidad del vehículo a lo largo del eje Y contra el tiempo a lo largo del eje X. La curva irregular indicada en 10 y la línea simplificada en 11 es un diagrama de la velocidad teórica del vehículo, o una referencia determinada por el ABS, es decir, detectando la velocidad de las dos ruedas delanteras del vehículo, y determinando el promedio. Ésta es una función estándar de un ABS que se consigue de diversas maneras.

La línea 10 es indicativa de un índice de la desaceleración del vehículo que el ABS percibe que se está alcanzando, aplicando la fuerza de frenado variable según un algoritmo del ABS. La curva indicada en 12 traza la velocidad real del vehículo relativa al terreno como se puede determinar mediante un sistema de detección externo. El área sombreada del gráfico entre los dos diagramas 11 y 12 representa el error debido a la inercia de las ruedas, y la distancia a lo largo del eje X entre donde los dos diagramas 11 y 12 cruzan el eje X indica un período durante el cual la rueda es trabada sin desearlo y peligrosamente por el ABS.

Así los vehículos con ruedas de alta inercia presentan un problema particular donde exista un requisito de proporcionar un sistema de frenado con capacidad ABS.

Ello se conoce en vehículos tales como automóviles, y particularmente pero no exclusivamente automóviles que tienen transmisiones automáticas, para proporcionar el supuesto "control del par de la fricción". En caso de que la velocidad del motor disminuya rápidamente, por ejemplo al levantar el conductor el pie del pedal del acelerador, particularmente donde la velocidad en carretera es grande y el coeficiente de fricción entre la carretera y la rueda es inferior, existe un riesgo de que las ruedas queden trabadas por la transmisión, llevando posiblemente a la inestabilidad del vehículo. El control del par de la fricción funciona evitando que la velocidad del motor se reduzca rápidamente para evitar la posibilidad de que las ruedas queden trabadas por la transmisión. El índice de la reducción de la velocidad del motor se puede arreglar para proporcionar freno del motor a las ruedas, sin permitir que las ruedas se queden trabadas.

Según un aspecto de la actual invención proporcionamos un método de frenar un vehículo según la reivindicación 1.

En virtud de la actual invención, la inercia de la rueda, que puede evitar de otra manera que la rueda acelere para acercar su velocidad angular a la velocidad del vehículo relativa al terreno durante los períodos en los cuales la fuerza de frenado es liberada por el ABS, es compensada por la aplicación del par al menos durante esos períodos. De esta manera, el riesgo de que el ABS determine incorrectamente la velocidad del vehículo relativa al terreno en sus controles de la velocidad de la rueda se reduce al mínimo, pues la rueda será acelerada por el par de apriete aplicado para acercar su velocidad angular a la velocidad real del vehículo, y así el ABS funcionará con mayor eficacia.

El par de apriete que se aplica a al menos una rueda para acelerar la rueda se puede aplicar constantemente durante el ABS frenando, pero puede, si puede ser alcanzado un control conveniente, aplicarse únicamente durante los períodos en que se libera la fuerza de frenado. En cada caso, el par de apriete aplicado no debe proporcionar ninguna oposición significativa a la fuerza de frenado cuando está aplicada.

El par de apriete que se aplica se deriva de un impulsor principal, tal como un motor, que en uso normal actúa, por ejemplo, a través de una transmisión, para conducir las ruedas en contacto con el terreno para proporcionar al vehículo el movimiento hacia adelante o marcha atrás. De esta manera, el método puede incluir, al menos durante esos períodos cuando se libera la fuerza de frenado y se aplica el par de apriete a al menos una rueda para acelerar la rueda, mantener una velocidad del motor mínima de modo que el par de apriete esté disponible para la aplicación a al menos una rueda para acelerar la rueda, según sea necesario. Prácticamente, la velocidad del motor se puede también mantener durante los períodos alternativos en que se aplica la fuerza de frenado, pero durante esos períodos, el par de apriete para acelerar la rueda no se aplica preferiblemente a la rueda.

De esta manera, el método puede incluir...

1. Un método de frenar un vehículo (15) que incluye ruedas de contacto con el terreno (16-19), y un sistema de frenado (28) con capacidad de ABS y que incluye un control del freno actuado por operador (31), el ABS siendo operativo en respuesta al operador que actúa el control del freno (31), y al detectar el sistema de frenado (28) el deslizamiento o el deslizamiento inminente de al menos una de las ruedas de contacto con el terreno (16-19) relativa al terreno, para variar la fuerza de frenado aplicada a al menos una de las ruedas (16-19) entre, en períodos alternativos, un estado aplicado en el cual se aplica la fuerza de frenado, y un estado liberado en el cual se libera la fuerza de frenado, y se caracteriza en que el método incluye la aplicación de los frenos operando el control del freno (31), y cuando el deslizamiento o el deslizamiento inminente de al menos una de las ruedas de contacto con el terreno (16-19) se detecta, la operación del ABS, y la aplicación de un par de apriete para ayudar a la aceleración de al menos una rueda (16-19) al menos durante los períodos en los cuales la fuerza de frenado es liberada por el ABS.

2. Un método según la reivindicación 1 caracterizado por el hecho de que el par de apriete que se aplica se deriva de un motor (20) que en uso normal, actúa para accionar las ruedas (16-19) para proporcionar al vehículo (15) movimiento hacia adelante o atrás.

3. Un método según la reivindicación 2 caracterizado por el hecho de que el método incluye, al menos durante los períodos en los cuales se libera la fuerza de frenado y el par de apriete se aplica al menos a una rueda (16-19) para acelerar la rueda (16-19), proporcionar una señal a un regulador del motor (24), al menos cuando el ABS se opera para mantener la velocidad del motor (20) a una velocidad mínima.

4. Un método según la reivindicación 3 caracterizado por el hecho de que el regulador del motor (24) responde a la señal acelerando la velocidad del motor (20) hasta una velocidad mínima si la velocidad del motor está por debajo de la velocidad mínima.

5. Un método según la reivindicación 3 o la reivindicación 4 caracterizado por el hecho de que el vehículo (15) tiene un CVT (22) para transmitir potencia del motor (20), a las ruedas de tracción (16-19) del vehículo (15), y durante los períodos en los cuales la fuerza de frenado es liberada por el ABS y se aplica el par de apriete para acelerar al menos una rueda (16-19), una señal se envía a un regulador de CVT (25), para requerir que el CVT (22) seleccione un cociente de la transmisión apropiado para aplicar el par de apriete requerido a al menos una rueda (16-19).

6. Un método según la reivindicación 5 caracterizado por el hecho de que el CVT (22) es controlable para reducir el cociente de la transmisión a o hacia cero durante los períodos en los que se aplica la fuerza de frenado.

7. Un método según la reivindicación 6 caracterizado por el hecho de que la transmisión (22) incluye un variador que es un motor hidráulico y el cociente de la transmisión varía durante los períodos mientras que la fuerza de frenado es aplicada aumentando la presión hidrostática, o la transmisión (22) aísla el motor (20) de al menos una rueda (16-19) con la retirada de un embrague (53) durante los períodos en los cuales se aplica la fuerza de frenado.

8. Un método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes caracterizado por el hecho de que el método incluye determinar cualquier discrepancia entre la velocidad angular de la rueda detectada (16-19) y la velocidad del vehículo (15) determinada por el ABS, y la aplicación del par de apriete a la rueda (16-19) al menos durante los períodos en los cuales se libera la fuerza de frenado, donde cualquier discrepancia se determina para ser suficientemente grande como para indicar que al menos una rueda (16-19) no está acelerando para traer su velocidad angular suficientemente hacia la velocidad real del vehículo (15) durante esos períodos.

9. Un método según la reivindicación 8 caracterizado por el hecho de que tal error es determinado por un regulador del par (35) el cual analiza la velocidad real de la rueda (16-19) detectada, y la compara con una señal de referencia proporcionada por el ABS que es indicativa de la desaceleración del vehículo (15) determinada por el ABS.

10. Un método según la reivindicación 8 o la reivindicación 9 caracterizado por el hecho de que un sensor auxiliar (49) proporciona una entrada al regulador del par (35) indicativa de la velocidad del vehículo (15) relativa al terreno, independiente de cualquier sensor de velocidad de la rueda.

11. Un vehículo (15) que incluye ruedas de contacto con el terreno (16-19), y un sistema de frenado (28) con capacidad ABS y que incluye un control del freno actuado por operario (31), siendo el ABS operativo al frenar el sistema (28) que detecta el deslizamiento o deslizamiento inminente de al menos una de las ruedas de contacto con el terreno (16-19) relativas al terreno, para variar la fuerza de frenado aplicada a al menos una de las ruedas (16-19) entre, en períodos alternativos, un estado aplicado en el cual se aplica la fuerza de frenado, y un estado liberado en el cual la fuerza de frenado se libera, y se caracteriza por el hecho de que el vehículo (15) incluye un regulador del par (35) que es operativo para aplicar el par de apriete de ayuda a la aceleración al menos de una rueda (16-19) al menos durante los períodos en los cuales la fuerza de frenado es liberada por el ABS.