CILINDRO MAESTRO PARA SISTEMA DE FRENADO ELECTRO-HIDRÁULICO.

Un cilindro maestro para sistemas de frenado electro-hidráulico que comprende un cuerpo (2) de eje longitudinal (X) perforado por un ánima (4),

un pistón (10) montado a deslizamiento estanco en el ánima y que divide axialmente el ánima en una cámara de alimentación (22) conectada de manera estanca a un depósito (R) de líquido de freno y en una cámara de trabajo (24) y un cartucho (28) de simulación de la sensación de pedal, estando dicha cámara de trabajo (24) en comunicación en funcionamiento normal con el interior del cartucho (28) de simulación de la sensación de pedal y en funcionamiento degradado con al menos un freno dispuesto a nivel de una rueda, incluyendo dicho cartucho (28) un pistón (42) susceptible de ser sometido por una primera cara (44) al líquido de freno a presión proporcionado por la cámara de trabajo (24), y sometido por una segunda cara (46) a un medio elástico (48) de rigidez variable caracterizado porque el medio elástico (48) comprende al menos un primer resorte helicoidal (78) y un segundo resorte helicoidal (80), incluyendo el primer resorte (78) primeras espiras (Sn) y estando montado apoyado entre la segunda cara (44) del pistón (42) del cartucho y un fondo del cartucho, incluyendo el segundo resorte (80) segundas espiras (Zi) y estando montado coaxial al primer resorte (78) de manera que el medio elástico (48) incluya conjuntos (Ej) formados por una espira conductora (Ste) del primer resorte (78) y por una espira conducida (Seej) del segundo resorte (80), precediendo la espira conductora (Stej) a la espira conducida (Seej) del mismo conjunto (Ej) en la dirección (B) de desplazamiento del pistón (42) del cartucho durante una acción de frenado, por lo que la espira conducida (Seej) de un conjunto (Ej) es susceptible de formar un medio de apoyo móvil para la espira conductora (Stej) de dicho conjunto durante una acción de frenado

El presente invento se refiere principalmente a un cilindro maestro para sistema de frenado electro-hidráulico que incluye medios mejorados de simulación de la sensación del pedal y a un sistema de frenado electro-hidráulico que comprende tal cilindro maestro.

Los sistemas de frenado electro-hidráulicos incluyen un cilindro maestro que simula en funcionamiento normal, la reacción mecánica de un circuito de frenado clásico experimentada en el pedal de freno por un conductor, y medios de detección de la acción del conductor sobre el pedal de freno, enviando los medios de detección la información a un calculador que genera la orden a una bomba hidráulica de enviar líquido de frenos a presión a los frenos. En funcionamiento degradado, por ejemplo cuando la bomba no responde, el cilindro maestro alimenta de líquido de frenos a presión los frenos como en un circuito de frenado clásico.

Los cilindros maestros para sistema de frenado electro-hidráulico del tipo conocido, véase por ejemplo el documento US-B6192685, comprenden un cuerpo de forma sensiblemente cilíndrica en el que está practicado un ánima dividida en al menos una cámara de alimentación y una cámara de trabajo por un pistón montado a deslizamiento estanco en el ánima y accionado por un vástago de accionamiento unido a un pedal de freno. El pistón permite en reposo una comunicación entre las dos cámaras y una separación estanca de las dos cámaras durante una acción de frenado. La cámara de alimentación está conectada de manera estanca a un depósito de líquido de frenos y la cámara de trabajo está en funcionamiento normal conectada a un cartucho de simulación de la sensación de pedal o cartucho de sensación de pedal y en funcionamiento degradado al menos a un freno dispuesto al nivel de una rueda.

El cartucho de sensación de pedal incluye una envolvente que delimita una cámara sensiblemente cilíndrica en la que desliza un pistón sometido en funcionamiento normal durante una fase de frenado por una primera cara al líquido de frenos a presión proporcionado por la cámara de trabajo y por una segunda cara a una primera extremidad de un medio elástico, estando la segunda extremidad del medio elástico apoyada contra el fondo de la cámara opuesto al pistón. El medio elástico permite simular la reacción mecánica de un circuito de frenado clásico, que corresponde a una relación que une la fuerza al pedal en función del recorrido o carrera del pedal. La curva característica de esta relación incluye al menos una primera parte correspondiente a la absorción del circuito de frenado al comienzo de la fase de frenado, y luego una segunda parte correspondiente a una reacción cada vez más importante con el aumento del nivel de frenado.

Los medios elásticos de tipo conocido para los cartuchos de sensación del pedal son por consiguiente muy complejos y costosos, incluyen por ejemplo varios resortes helicoidales, de cargas diferentes, de paso constante y de paso variable, elementos de elastómero para simular la absorción del circuito. Además el montaje es largo y aumenta por consiguiente el precio de coste por el hecho del gran número de piezas necesarias para simular correctamente una reacción de pedal clásico.

Los sistemas de frenado electro-hidráulicos permiten un excelente control o gobierno del frenado y del vehículo, sin embargo los medios de simulación de la reacción del circuito de frenado son relativamente complejos y requieren un ajuste preciso y por consiguiente no puede considerarse aplicarlos a una gran gama de vehículos.

Además, los proveedores de equipamientos de automóviles desean estandarizar en la mayor medida de lo posible los componentes que constituyen el sistema de frenado. Sin embargo cada tipo de vehículo automóvil tiene una sensación de pedal característica, lo que implica actualmente modificar de manera importante los medios de simulación de la sensación de pedal para cada tipo de vehículo automóvil.

Sería particularmente interesante para el conductor del vehículo poder modificar la sensación del pedal según el tipo conductora deseada, lo que es actualmente imposible con los medios existentes. En particular, cuando el vehículo automóvil es conducido por varias personas que desean un confort de frenado diferente, sería posible memorizar en el calculador del vehículo las regulaciones del dispositivo de sensación del pedal relativas a cada persona susceptible de utilizar el vehículo automóvil y de accionar la regulación automática durante la identificación del conductor.

Es factible reducir el número de elementos que constituyen el cartucho de simulación, por ejemplo utilizando un solo resorte.

La utilización de resortes de tipo helicoidal de paso regular no conviene ya que éstos tienen un coeficiente de rigidez k constante, la tensión de deformación Fd está unida de manera lineal a la deformación axial x por la relación Fd = k*x, siendo válida esta relación mientras el resorte se deforme elásticamente.

Existen igualmente resortes de paso variable cuya tensión de deformación está unida de manera no lineal a la deformación axial del resorte y cuya característica se aproxima a la de un circuito de frenado clásico, sin embargo estos resortes no permiten un ajuste de la sensación del pedal simulado según el tipo de vehículo y/o el conductor.

Es por consiguiente un propósito del presente invento ofrecer un cilindro maestro para sistema de frenado electro-hidráulico

de constitución simple y que permite una sensación de pedal simulada muy próxima a la reacción del circuito de frenado clásico.

Es igualmente un propósito del presente invento ofrecer un cilindro maestro para sistema de frenado electro-hidráulico que permite aplicarlo fácilmente a diferentes modelos de vehículos automóviles.

Es igualmente un propósito del presente invento ofrecer un cilindro maestro para sistema de frenado electro-hidráulico cuya sensación de pedal simulada es ajustable simplemente.

Es igualmente un propósito del presente invento ofrecer un cilindro maestro para sistema de frenado electro-hidráulico utilizable para varios modelos de vehículo automóvil.

Estos propósitos son alcanzados por un cilindro maestro que incluye un cartucho de simulación de la sensación de pedal que incluye un medio elástico que reproduce la reacción de un circuito de frenado clásico, incluyendo el medio elástico un primer resorte helicoidal y medios de apoyo móviles para al menos una espira del primer resorte helicoidal y permitiendo al menos una modificación de la rigidez del medio elástico.

En otros términos, el medio elástico incluye un primer y segundo resortes helicoidales coaxiales, estando las espiras del segundo resorte dispuestas en los intervalos que separan las espiras del primer resorte, las espiras del primer resorte que, durante el desplazamiento del pistón, se acercan entre sí y vienen a apoyarse contra las espiras del segundo resorte que son entonces a su vez desplazadas en el sentido de desplazamiento del pistón, provocando un aumento de la rigidez del medio elástico según el presente invento sensiblemente continuo que simula la reacción al pedal de freno de un circuito de frenado clásico.

Además, la evolución de la rigidez que depende de las distancias que separan una espira del primer resorte de una espira del segundo resorte con la cual es susceptible de entrar en contacto, se puede entonces prever ventajosamente un dispositivo que permita modificar estas distancias y así hacer variar la característica de sensación de pedal de manera simple.

El presente invento tiene principalmente por objeto un cilindro maestro para sistemas de frenado electro-hidráulico que comprende un cuerpo perforado por un ánima, un pistón montado a deslizamiento estanco en el ánima y que divide axialmente el ánima en una cámara de alimentación conectada de manera estanca a un depósito de líquido de freno y en una cámara de trabajo y un cartucho de simulación de la sensación de pedal, estando dicha cámara de trabajo en comunicación en funcionamiento normal con el interior del cartucho de simulación de la sensación de pedal y en funcionamiento degradado con al menos un freno dispuesto a nivel de una rueda, comprendiendo dicho cartucho un pistón susceptible de ser sometido por una primera cara al líquido de freno a presión proporcionado por la cámara de trabajo, y sometido por una segunda cara a un medio elástico de rigidez variable caracterizado porque el medio... [Seguir leyendo]

1. Un cilindro maestro para sistemas de frenado electro-hidráulico que comprende un cuerpo (2) de eje longitudinal (X) perforado por un ánima (4), un pistón (10) montado a deslizamiento estanco en el ánima y que divide axialmente el ánima en una cámara de alimentación (22) conectada de manera estanca a un depósito (R) de líquido de freno y en una cámara de trabajo (24) y un cartucho (28) de simulación de la sensación de pedal, estando dicha cámara de trabajo (24) en comunicación en funcionamiento normal con el interior del cartucho (28) de simulación de la sensación de pedal y en funcionamiento degradado con al menos un freno dispuesto a nivel de una rueda, incluyendo dicho cartucho (28) un pistón (42) susceptible de ser sometido por una primera cara (44) al líquido de freno a presión proporcionado por la cámara de trabajo (24), y sometido por una segunda cara (46) a un medio elástico (48) de rigidez variable caracterizado porque el medio elástico (48) comprende al menos un primer resorte helicoidal (78) y un segundo resorte helicoidal (80), incluyendo el primer resorte (78) primeras espiras (Sn) y estando montado apoyado entre la segunda cara (44) del pistón (42) del cartucho y un fondo del cartucho, incluyendo el segundo resorte (80) segundas espiras (Zi) y estando montado coaxial al primer resorte (78) de manera que el medio elástico (48) incluya conjuntos (Ej) formados por una espira conductora (Ste) del primer resorte (78) y por una espira conducida (Seej) del segundo resorte (80), precediendo la espira conductora (Stej) a la espira conducida (Seej) del mismo conjunto (Ej) en la dirección (B) de desplazamiento del pistón (42) del cartucho durante una acción de frenado, por lo que la espira conducida (Seej) de un conjunto (Ej) es susceptible de formar un medio de apoyo móvil para la espira conductora (Stej) de dicho conjunto durante una acción de frenado.

2. Un cilindro maestro según la reivindicación 1 caracterizado porque la espira conductora (Stej) está separada de la espira conducida (Seej) en una distancia (aj) que varía de manera monótona sobre una vuelta de espira.

3. Un cilindro maestro según la reivindicación 2 caracterizado porque la variación de la distancia (aj) entre la espira conducida (Seej) y la espira conductora (Stej) difiere para cada conjunto (Ej).

4. Un cilindro maestro según la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado porque el primer resorte (78) es un resorte helicoidal con espiras (Sn) de sección sensiblemente circular y porque el segundo resorte (80) es un resorte helicoidal con espiras (Zi) de sección sensiblemente paralelepipédica.

5. Un cilindro maestro según la reivindicación 1 a 4 caracterizado porque las espiras (Sn) del primer resorte (78) están separadas en una dimensión axial (e) constante.

6. Un cilindro maestro según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes caracterizado porque las espiras (Zi) del segundo resorte (80) están separadas en una distancia axial (d) constante.

7. Un cilindro maestro según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes caracterizado porque el cartucho comprende medios de ajuste (82) de la sensación de pedal simulada que permiten la modificación de la posición angular relativa de la espira conducida (Seej) con relación a la espira conductora (Stej) del mismo conjunto (Ej).

8. Un cilindro maestro según la reivindicación precedente caracterizado porque dichos medios de ajuste (82) incluyen un motor eléctrico paso a paso que permite un desplazamiento en rotación del segundo resorte.

9. Un sistema de frenado electro-hidráulico que incluye medios de detección (88) de la acción de frenado del conductor, un calculador (90) que recibe las informaciones de los medios de detección (88) y que genera órdenes de mando para provocar el accionamiento de al menos un freno (92) dispuesto al nivel de una rueda, un generador de presión (94) que recibe la orden del calculador (90) de enviar líquido a presión a los frenos (92), un cilindro maestro que permite la simulación de la sensación de pedal en funcionamiento normal y que sirve de fuente de líquido de frenos a presión en funcionamiento degradado, y electroválvulas (96) para interrumpir la comunicación entre dicho cilindro maestro y los frenos en funcionamiento normal, caracterizado porque dicho cilindro maestro es un cilindro maestro según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

10. Un sistema de frenado según la reivindicación precedente, caracterizado porque el generador de presión (94) es una bomba eléctrica.