SERVOMOTOR DE FRENADO DE POSICION CONTROLADA.

Servomotor de asistencia de frenado, que incluye un vástago (1) de comando de frenado,

un dispositivo (2) de asistencia de frenado accionado por el vástago de comando, y un sensor (4-6) de posición del vástago de frenado, caracterizado porque el sensor es del tipo de corrientes de Foucault, porque el sensor incluye, montado en el dispositivo de asistencia, un circuito (4) eléctrico de comando y una bobina (5) de excitación y/o de medición, y, solidaria con el vástago de comando, una estructura (10, 15) escalonada de material conductor y no ferromagnético, y porque la estructura escalonada incluye elementos cilíndricos que envuelven el vástago

Servomotor de frenado de posición controlada.

La presente invención tiene por objeto un servomotor de asistencia de frenado en el que la posición de un vástago de comando está controlada, en particular un servomotor neumático, un servomotor neumático de asistencia complementaria eléctrica, o bien un servomotor puramente eléctrico. La misma plantea mejorar el control del comando de frenado.

Un servomotor neumático de asistencia de frenado incluye entre sus elementos una cámara delantera de volumen variable, separada de una cámara trasera asimismo de volumen variable por un tabique formado por una membrana estanca y flexible y por una placa-faldón rígido. El faldón rígido arrastra un pistón neumático que apoya, por medio de un vástago de empuje, sobre un pistón primario de un cilindro principal de un circuito hidráulico de frenado, típicamente un cilindro tándem principal. La cámara delantera, situada en el lado del cilindro principal, está conectada neumáticamente a una fuente de vacío. La cámara trasera, opuesta a la cámara delantera y situada por el lado de un pedal de freno, está conectada neumáticamente, de manera controlada por medio de una válvula, a una fuente de un fluido propulsor, típicamente de aire a la presión atmosférica. En reposo, es decir, cuando un conductor no se apoya sobre el pedal de freno, las cámaras delantera y trasera están conectadas entre sí, mientras que la cámara trasera está aislada con relación a la presión atmosférica. Durante el frenado, se aísla inicialmente la cámara delantera con relación a la cámara trasera, y después se admite aire en la cámara trasera. Esta admisión de aire tiene como efecto impulsar el tabique y poner hacer uso de la asistencia neumática de frenado.

En relación con tales servomotores, se conocen diferentes necesidades y procedimientos de control. Por una parte, se conoce el hecho de medir las presiones en las cámaras traseras y en las cámaras delanteras para conocer su estado de depresión y eventualmente los problemas de envejecimiento y de fuga neumática que se puedan encontrar. Estas diferentes mediciones de presión pueden ser utilizadas también durante la puesta en práctica de una asistencia de frenado eléctrica complementaria, con una bomba eléctrica que inyecta un fluido hidráulico en el circuito hidráulico de frenado, como complemento al esfuerzo aplicado por el cilindro principal, cuando la asistencia neumática llega a la saturación.

Por otro lado, especialmente en el caso de un frenazo brusco, están previstos diversos dispositivos, con frecuencia mecánicos, para medir la rapidez de introducción del vástago de comando de frenado. Si esta introducción es rápida, la asistencia de frenado puede ir entonces emparejada, a título de perfeccionamiento, con una facultad de mantenimiento de frenado a pesar de una relajación de la presión del pie del conductor sobre el pedal de freno. Se sabe que tales modos están destinados a evitar numerosos accidentes. En un vehículo perfeccionado, además de medir la rapidez de introducción del vástago de comando de freno mediante un dispositivo mecánico (que en general es el mismo que impide la relajación del frenado), se elige medir con un sensor eléctrico la evolución en el tiempo de la posición del vástago de comando de frenado.

El sensor de posición puede ser simplemente un potenciómetro, tal como se describe en el documento US 5.350.225, cuyo cursor está fijado al vástago de comando y roza con una resistencia graduada. El inconveniente que presenta este tipo de sensor es la falta de fiabilidad de un potenciómetro de ese tipo, especialmente su desgaste debido a las muy numerosas pisadas del pedal de freno en un vehículo durante su utilización. Otros sistemas prevén la colocación de sincro-detectores (denominados "resolvers" en la literatura sajona), que presentan la ventaja de evitar este tipo de rozamientos que conducen al deterioro del sensor. Sin embargo, estos sensores por sincro-detección necesitan una estructura mecánica móvil y son en sí mismos bastante caros. Por último, son también bastante voluminosos y demasiado pesados para poder ser montados en los habitáculos cada vez más reducidos de los vehículos.

Mediante el documento DE 195 10 522 se conoce igualmente un sistema de frenado electro-hidráulico, que por lo tanto no incluye servomotor de asistencia al frenado, provisto de un sensor de la posición del vástago de accionamiento unido al pedal de freno, cuyo funcionamiento está basado en la detección de corrientes de Foucault. Sin embargo, su aplicación a un servomotor no es previsible.

En la invención, se ha deseado subsanar estos problemas de los sensores conocidos, mecánicos y eléctricos, utilizados en los servomotores de asistencia al frenado de manera conocida, sustituyéndolos por otro sensor, también de tipo eléctrico pero cuyo principio de detección es diferente. El sensor según la invención es un sensor de corrientes de Foucault. Según la invención, se provee a un túnel de paso del vástago de comando de freno, de una bobina de excitación y de medición, o bien de una bobina de excitación y una bobina de medición. Con la bobina de excitación se provoca la creación de un campo magnético alterno (o continuo) en el entorno del vástago de comando. Como este vástago es metálico, constituye la sede de corrientes de Foucault que resuenan a la impedancia de la bobina de medición. Con preferencia, en ese caso, el vástago presenta un perfil variable de modo que las intensidades de las corrientes de Foucault dependen de las diferentes partes de ese vástago presentadas en el interior de la bobina de excitación, y por tanto, en definitiva, de la posición de introducción de este vástago de comando de freno.

Sin embargo, se ha observado también que este tipo de sensores, a pesar de un funcionamiento de principio, se ven fuertemente perturbados por la presencia de piezas electromagnéticas que acompañan al movimiento en el seno de la bobina de excitación y/o de medición, puesto que el vástago de comando de frenado es, en principio, de acero, material notablemente ferromagnético. Además, debido a los calentamientos en el interior del compartimento motor, el comportamiento ferromagnético de este vástago está en sí mismo sujeto a modificaciones, de manera que la medición en frío puede no ser suficientemente comparable a una medición en caliente.

En estas condiciones, a título de perfeccionamiento, se prevé también proveer al vástago de comando de una envolvente de un material conductor, pero no ferromagnético. Se muestra también que esta envolvente que enmascara la presencia del material ferromagnético respecto a la inducción de excitación, es de un tipo que hace que aparezcan corrientes de Foucault en esta misma envolvente. Por otra parte, el comportamiento de este material conductor no ferromagnético, no se ve perturbado por la temperatura. Conservando para esta estructura envolvente una estructura escalonada, con una variación monótona desde un extremo hasta el otro del vástago de comando, se obtiene entonces el resultado esperado.

La presente invención permite detectar ventajosamente la posición del vástago de comando correspondiente al inicio de la fase de saturación del servomotor, y así enviar a los frenos, con la ayuda de una bomba hidráulica, una cantidad de fluido hidráulico suplementario que constituye una ayuda complementaria al frenado.

La invención tiene así por objeto un servomotor de asistencia de frenado que incluye un vástago de comando de frenado, un dispositivo de asistencia de frenado accionado por el vástago de comando, y un sensor de posición del vástago de frenado, caracterizado porque el sensor es del tipo de corrientes de Foucault.

La presente invención tiene igualmente por objeto un sistema de frenado que incluye un servomotor de asistencia neumática al frenado, un cilindro principal que recibe la asistencia de dicho servomotor y que está conectado a los frenos dispuestos a nivel de las ruedas, un medio de cálculo que genera las órdenes de comando para al menos una bomba hidráulica, caracterizado porque el citado servomotor es un servomotor según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, porque el citado medio de cálculo recibe informaciones de posición del vástago de comando que acciona el citado servomotor por parte del sensor de posición, y porque, para una determinada posición axial del vástago de comando, el citado medio de cálculo genera la orden para que la bomba hidráulica envíe una cantidad de fluido hidráulico a los frenos.

La invención podrá ser mejor comprendida con...

1. Servomotor de asistencia de frenado, que incluye un vástago (1) de comando de frenado, un dispositivo (2) de asistencia de frenado accionado por el vástago de comando, y un sensor (4-6) de posición del vástago de frenado, caracterizado porque el sensor es del tipo de corrientes de Foucault, porque el sensor incluye, montado en el dispositivo de asistencia, un circuito (4) eléctrico de comando y una bobina (5) de excitación y/o de medición, y, solidaria con el vástago de comando, una estructura (10, 15) escalonada de material conductor y no ferromagnético, y porque la estructura escalonada incluye elementos cilíndricos que envuelven el vástago.

2. Servomotor según la reivindicación 1, caracterizado porque la estructura incluye dos cilindros de secciones diferentes.

3. Servomotor según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la estructura incluye dos cilindros (16) encajados parcialmente uno en el otro.

4. Servomotor según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la estructura incluye dos cilindros de los que uno está fijado a una parte baja (8) del vástago, y el otro está fijado a una parte alta (9) del vástago.

5. Servomotor según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el material es aluminio.

6. Servomotor según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque incluye una fuente de corriente alterna para alimentar la bobina (5) de excitación.