VÁLVULA DE FRENO DE MÁXIMA POTENCIA CONTROLADA ELECTRÓNICAMENTE.

Sistema de frenado (100), que comprende: un mecanismo de accionamiento (106) configurado para proporcionar una entrada de control manual,

incluyendo la entrada de control manual un intervalo de valores de entrada; un conjunto de válvulas primario (102) (114) (202) interconectadas con el mecanismo de accionamiento (106), estando configurado el conjunto de válvulas primario (102) (114) (202) para funcionar en el momento de la recepción de la entrada de control manual; un conjunto de válvulas secundario (104) (126) (204) instalado en comunicación fluídica con el conjunto de válvulas primario (102) (114) (202), estando configurado el conjunto de válvulas secundario (104) (126) (204) para funcionar en el momento de la recepción de una entrada electrónica a partir de un controlador (144) (234); en el que el sistema de frenado (100) proporciona: (i) una primera salida de frenado y una correspondiente primera fuerza que actúa sobre el mecanismo de accionamiento (106) cuando la entrada de control manual es accionada a un primer valor de entrada en el intervalo de valores de entrada; y (ii) una segunda salida de frenado y una correspondiente segunda fuerza que actúa sobre el mecanismo de accionamiento (106), mientras la entrada de control manual es accionada al primer valor de entrada del intervalo de valores de entrada

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2002/010618.

Solicitante: MICO, INCORPORATED.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 1911 LEE BOULEVARD NORTH MANKATO MN 56003-2507 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: EWEL,DAVID,E.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 3 de Abril de 2002.

Fecha Concesión Europea: 4 de Agosto de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B60T13/66 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B60 VEHICULOS EN GENERAL.B60T SISTEMAS DE CONTROL DE FRENOS PARA VEHICULOS O PARTES DE ESOS SISTEMAS; SISTEMAS DE CONTROL DE FRENOS O PARTES DE ESOS SISTEMAS, EN GENERAL (control de sistemas de frenado electrodinámico   B60L 7/00; control conjugado de frenos y otras unidades de accionamiento de vehículos B60W ); DISPOSICION DE ELEMENTOS DE FRENADO DE VEHICULOS EN GENERAL; DISPOSITIVOS PORTATILES PARA EVITAR EL MOVIMIENTO INDESEADO DE VEHICULOS; MODIFICACIONES REALIZADAS EN VEHICULOS PARA FACILITAR LA REFRIGERACION DE LOS FRENOS. › B60T 13/00 Transmisión de la acción de frenado entre el órgano de iniciación y los órganos terminales de acción, con potencia de frenado asistida o con relé de potencia; Sistemas de frenos que incluyen esos medios de transmisión, p. ej. sistemas de frenado de presión de aire. › Control eléctrico de los sistemas de frenos de fluido bajo presión.
  • B60T13/72 B60T 13/00 […] › en sistemas que utilizan el vacío.
  • B60T8/42A4
  • B60T8/44B
  • B60T8/48B4

Clasificación PCT:

  • B60T13/66 B60T 13/00 […] › Control eléctrico de los sistemas de frenos de fluido bajo presión.
  • B60T8/32 B60T […] › B60T 8/00 Disposiciones para adaptar la fuerza de frenado sobre la rueda a las condiciones propias del vehículo o al estado del suelo, p. ej. por limitación o variación de la fuerza de frenado (cambiando el número de cilindros de freno en acción en el sistema de frenado B60T 17/10). › que responden a una condición de velocidad, p. ej. aceleración o deceleración (B60T 8/28 tiene prioridad).
  • B60T8/36 B60T 8/00 […] › teniendo una válvula piloto que responde a una fuerza electromagnética.
  • B60T8/42 B60T 8/00 […] › teniendo cámaras de expansión para controlar la presión.
  • B60T8/44 B60T 8/00 […] › que cooperan con un servomotor asociado a un cilindro maestro para controlar la liberación o reaplicación de la presión de frenado por una interacción con el servomotor.
  • B60T8/48 B60T 8/00 […] › poniendo en comunicación el órgano de acción de frenado con una fuente de presión adicional o alternativa.

Clasificación antigua:

  • B60T8/44 B60T 8/00 […] › que cooperan con un servomotor asociado a un cilindro maestro para controlar la liberación o reaplicación de la presión de frenado por una interacción con el servomotor.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.


Fragmento de la descripción:

CAMPO TÉCNICO

La presente invención se refiere a sistemas de frenado hidráulicos y más particularmente a un sistema de frenado hidráulico electrónicamente mejorado.

ANTECEDENTES

Los sistemas de frenado hidráulicos para automóviles o bien otros vehículos móviles son muy conocidos. Tradicionalmente, los sistemas de frenado hidráulicos incluyen un procedimiento de actuación de los frenos para acoplar los frenos del vehículo. Por ejemplo, los sistemas de frenado tradicionales utilizan una variedad de dispositivos para convertir la energía mecánica en energía hidráulica, en forma del desplazamiento y presión de un fluido para accionar los frenos del vehículo. En estos sistemas de frenado, sin embargo, la cantidad de desplazamiento y la presión del fluido suministradas a los frenos del vehículo es limitada. Los sistemas de frenado hidráulicos de máxima potencia, por otra parte, son capaces de suministrar cantidades mayores de desplazamiento y presión hidráulica del fluido directamente a los frenos del vehículo. Como resultado, los sistemas de frenado hidráulicos de máxima potencia son capaces de suministrar momentos de torsión de frenado significativamente más elevados con un accionamiento que sea más rápido que los sistemas de frenado hidráulicos tradicionales.

La figura 1 ilustra una salida de presión de bajas ganancias simple para un sistema de frenado hidráulico convencional. El eje vertical representa el porcentaje de presión o de salida de frenado y el eje horizontal representa el porcentaje de accionamiento mecánico (por ejemplo, giro del pedal). Como se representa en la figura 1, una cantidad significante de giro del pedal se requiere para incrementar la salida de frenado a niveles altos. Por ejemplo, únicamente el 25 por ciento de salida de frenado o de presión disponible se consigue a través del 75 por ciento de accionamiento mecánico. Por el contrario, la salida

o presión de frenado se incrementa significativamente cuando el accionamiento mecánico aumenta desde el 75 por ciento hasta el 100 por ciento.

Relaciones variables de salida o de presión de frenado han sido conseguidas cuando se utilizan dispositivos controlados eléctricamente conjuntamente con sistemas de frenado hidráulicos tradicionales. Por ejemplo, existen sistemas de frenado que utilizan el dispositivo controlado electrónicamente para variar la salida de frenado sobre la base de la entrada recibida desde los sistemas de control del vehículo, tales como el sistema de frenado antibloqueo, sensores de las ruedas del vehículo, o sensores de la velocidad del vehículo. Sin embargo, estos sistemas tienen diversos defectos.

Por ejemplo, muchos sistemas de frenos existentes que utilizan dispositivos electrónicamente controlados para variar la salida de frenado únicamente son capaces de proporcionar una salida previamente establecida en respuesta a ciertas condiciones del vehículo. Además, muchos sistemas de frenado hidráulicos existentes que utilizan dispositivos controlados electrónicamente para variar las salidas de frenado dependen de un mecanismo de elevación de la presión separado para incrementar la presión directamente a los frenos (véase el documento US-A-5.613.740). Por lo tanto estos sistemas de frenado están limitados en su capacidad de afectar a las características de salida de frenado de la salida de frenado producida mecánicamente. Como resultado, muchos sistemas de frenado existentes carecen de la versatilidad necesaria para acomodar las diversas situaciones en las que se encuentra el conductor y que requieren salidas de frenado diferentes.

Por lo tanto, se desean mejoras en el modo de funcionamiento de los sistemas de frenado hidráulicos.

SUMARIO DE LA EXPOSICIÓN

La presente exposición se refiere a sistemas de frenado hidráulicos según la reivindicación 1. Más particularmente, la presente exposición se refiere a un sistema de frenado hidráulico provisto de una válvula de freno de máxima potencia controlada electrónicamente. El sistema de frenado hidráulico de la presente exposición incluye un conjunto de válvulas de los frenos principal, un conjunto de válvulas secundario y un controlador electrónico. El sistema está diseñado de tal modo que la salida de presión del conjunto de válvulas primario de los frenos se puede variar sobre la base de las entradas recibidas a partir de los sensores del vehículo, proporcionando de ese modo una amplia gama de opciones de control.

El sistema de frenado hidráulico suministra una salida de frenado para un vehículo que tenga por lo menos una rueda. El sistema de frenado hidráulico incluye un conjunto de válvulas primario que está configurado para recibir una entrada manualmente controlada que varía la salida de frenado del sistema de frenado. El conjunto de válvulas primario incluye una primera válvula de carrete configurada para variar la salida de frenado según la entrada controlada manualmente. El sistema de frenado hidráulico incluye también un conjunto de válvulas secundario formado de una sola pieza con el conjunto de válvulas primario. El conjunto de válvulas secundario está configurado para recibir señales de entrada a partir de un controlador electrónico programable e incluye una segunda válvula de carrete configurada para funcionar con el conjunto de válvulas primario. El conjunto de válvulas secundario incluye también un accionamiento para el acoplamiento y el accionamiento de la segunda válvula de carrete según las señales de entrada recibidas a partir del controlador electrónico programable de tal modo que la segunda válvula de carrete modula la salida de frenado producida por el conjunto de válvulas primario.

La primera válvula de carrete se puede colocar entre una primera posición, una segunda posición y una posición intermedia entre las posiciones primera y segunda. En la primera posición, la primera válvula de carrete proporciona comunicación fluidica entre por lo menos una de las ruedas y una primera fuente de presión. En la segunda posición, la primera válvula de carrete proporciona comunicación fluidica entre por lo menos una de las ruedas y una segunda fuente de presión. En la posición intermedia, la primera válvula de carrete limita la comunicación fluidica entre las ruedas del vehículo y las fuentes de presión primera y segunda. De forma similar, la segunda válvula de carrete se puede colocar entre una primera posición, una segunda posición y una posición intermedia entre las posiciones primera y segunda. En la primera posición de la segunda válvula de carrete, la segunda válvula de carrete proporciona comunicación fluidica entre el conjunto de válvulas primario y la primera fuente de presión. En la segunda posición de la segunda válvula de carrete, la segunda válvula de carrete proporciona comunicación fluidica entre el conjunto de válvulas primario y la segunda fuente de presión. En la posición intermedia de la segunda válvula de carrete, la segunda válvula de carrete limita la comunicación fluidica entre las ruedas del vehículo y las fuentes de presión primera y segunda. Al hacer eso, la segunda válvula de carrete es capaz de modular entre las posiciones primera e intermedia del conjunto de válvulas secundario de tal modo que ayuda en el gobierno del conjunto de válvulas primario a intensificar la salida de frenado provista por el conjunto de válvulas primario cuando el accionamiento fuerza a la segunda válvula de carrete a la primera posición.

La segunda válvula de carrete está construida e instalada para modular entre las posiciones segunda e intermedia del conjunto de válvulas secundario de tal modo que el conjunto de válvulas secundario disminuye la salida de frenado producida por el conjunto de válvulas primario.

El accionamiento es un accionamiento de solenoide provisto de una bobina y una armadura para el acoplamiento y el accionamiento de la segunda válvula de carrete según las señales de entrada recibidas a partir del controlador electrónico programable. Al hacer eso, la segunda válvula de carrete modula la salida de frenado producida por el conjunto de válvulas primario.

Además, el controlador electrónico programable está configurado para recibir la entrada a partir de uno o más sistemas de control del vehículo de tal modo que el conjunto de válvulas secundario modula la salida de frenado producida por el conjunto de válvulas primario según valores previamente establecidos. Alternativamente, el controlador electrónico programable se puede configurar para recibir entradas desde un dispositivo de control en serie de tal modo que el conjunto...

 


Reivindicaciones:

(a)

(b)

(c)

(d)

(a)

(a)

(a)

- 14

1. Sistema de frenado (100), que comprende:

un mecanismo de accionamiento (106) configurado para proporcionar una entrada de control manual, incluyendo la entrada de control manual un intervalo de valores de entrada;

un conjunto de válvulas primario (102) (114) (202) interconectadas con el mecanismo de accionamiento (106), estando configurado el conjunto de válvulas primario (102) (114) (202) para funcionar en el momento de la recepción de la entrada de control manual;

un conjunto de válvulas secundario (104) (126) (204) instalado en comunicación fluídica con el conjunto de válvulas primario (102) (114) (202), estando configurado el conjunto de válvulas secundario (104) (126) (204) para funcionar en el momento de la recepción de una entrada electrónica a partir de un controlador (144) (234);

en el que el sistema de frenado (100) proporciona:

(i) una primera salida de frenado y una correspondiente primera fuerza que actúa sobre el mecanismo de accionamiento (106) cuando la entrada de control manual es accionada a un primer valor de entrada en el intervalo de valores de entrada; y

(ii) una segunda salida de frenado y una correspondiente segunda fuerza que actúa sobre el mecanismo de accionamiento (106), mientras la entrada de control manual es accionada al primer valor de entrada del intervalo de valores de entrada.

2. Sistema de frenado (100) según la reivindicación 1, en el que:

la primera salida de frenado y la correspondiente primera fuerza están previstas cuando únicamente es accionado el conjunto de válvulas primario (102) (114) (202).

3. Sistema de frenado (100) según la reivindicación 1, en el que:

la segunda salida de frenado y la correspondiente segunda fuerza están previstas cuando el conjunto de válvulas secundario (104) (126) (204) modula la salida de frenado producida por el conjunto de válvulas primario (102) (114) (202).

4. Sistema de frenado (100) según la reivindicación 1, en el que:

la entrada manualmente controlada es producida por un mecanismo de pedal (106).

5. Sistema de frenado (100) según la reivindicación 4, en el que:

(a) la entrada manualmente controlada corresponde a una posición giratoria del mecanismo de pedal (106).

6. Sistema de frenado (100) según la reivindicación 4, en el que:

(a) la primera y segunda fuerzas que actúan sobre el mecanismo de pedal (106) son producidas por una disposición de resorte.

7. Sistema de frenado (100) según la reivindicación 4, en el que:

(a) el sistema define una relación de funcionamiento de la fuerza de retroalimentación con respecto al valor de entrada, actuando la fuerza de retroalimentación sobre el mecanismo de pedal (106), estando previsto el valor de entrada por la entrada manualmente controlada, y

(b) estando configurado el conjunto de válvulas secundario (104) (126) (204) para aumentar la relación de funcionamiento desde una relación de funcionamiento inicial hasta una segunda relación de funcionamiento.

8. Sistema de frenado (100) según la reivindicación 7, en el que:

(a) la relación de funcionamiento aumenta desde la relación de funcionamiento inicial hasta la segunda relación de funcionamiento mientras el valor de entrada de la entrada manualmente controlada permanece constante.

9. Sistema de frenado (100) según la reivindicación 7, en el que:

(a) el funcionamiento únicamente del conjunto de válvulas primario (102) (114) (202) proporciona una relación de funcionamiento inicial y el funcionamiento del conjunto de válvulas secundario (104) (126) (204) conjuntamente con el conjunto de válvulas primario (102) (114) (202) aumenta la relación de funcionamiento desde la relación de funcionamiento inicial hasta la segunda relación de funcionamiento.

10. Sistema de frenado (100) según la reivindicación 7, en el que:

(a) la relación de funcionamiento corresponde a la salida de frenado del sistema de tal modo que el aumento de la relación de funcionamiento también aumente la salida de frenado del sistema.

11. Sistema de frenado (100) según la reivindicación 1, en el que el sistema es adecuado para suministrar una salida de frenado a un vehículo provisto de por lo menos una rueda (205) y en el que:

(a) el conjunto de válvulas primario (102) (114) (202) incluye una primera válvula de carrete (102) (114) (202) configurada para variar la salida de frenado según la entrada manualmente controlada; y

(b) el conjunto de válvulas secundario (104) (126) (204) forma una sola pieza con el conjunto de válvulas primario (102) (114) (202), está configurado para recibir unas señales de entrada (145) (232) a partir de un controlador electrónico programable

(144) (230) e incluye:

(i) una segunda válvula de carrete (104) (126) (204) configurada para funcionar con el conjunto de válvulas primario (102) (114) (202); y

(ii) un accionamiento (138) (234) para el acoplamiento y el accionamiento de la segunda válvula de carrete (104) (126) (204) según las señales de entrada

(145) (232) recibidas a partir del controlador electrónico programable (144)

(230) de tal modo que la segunda válvula de carrete (104) (126) (204) module la salida de frenado producida por el conjunto de válvulas primario (102) (114) (202).

12. Sistema de frenado (100) según la reivindicación 11, en el que:

(a) la primera válvula de carrete (102) (114) (202) se puede colocar entre una primera posición, una segunda posición y posiciones intermedias entre la primera y segunda posiciones;

(i) proporcionando la primera posición comunicación fluidica entre dicha por lo menos una de las ruedas (205) y una primera fuente de presión (208);

(ii) proporcionando la segunda posición comunicación fluidica entre dicha por lo menos una de las ruedas (205) y una segunda fuente de presión (206); y

(iii) las posiciones intermedias limitando la comunicación fluidica entre las ruedas del vehículo (205) y la primera y segunda fuentes de presión (208) (206); y

(b) la segunda válvula de carrete (104) (126) (204) se puede colocar entre una primera posición, una segunda posición y posiciones intermedias entre la primera y segunda posiciones;

(i) proporcionando la primera posición comunicación fluidica entre el conjunto de válvulas primario (102) (114) (202) y la primera fuente de presión (208);

(ii) proporcionando la segunda posición proporcionando comunicación fluidica entre el conjunto de válvulas primario (102) (114) (202) y la segunda fuente de

presión (206); y

(iii) limitando la posición intermedia la comunicación fluidica entre las ruedas del vehículo (205) y la primera y segunda fuentes de presión (208) (206);

(A) estando construida e instalada la segunda válvula de carrete (104) (126)

(204) para modular entre las posiciones primera e intermedia del conjunto de válvulas secundario (104) (126) (204), de tal modo que el conjunto de válvulas secundario (104) (126) (204) ayude en el gobierno del conjunto de válvulas primario (102) (114) (202) para intensificar la salida de frenado provista por el conjunto de válvulas primario (102) (114) (202) cuando el accionamiento (234) (138) fuerza a la segunda válvula de carrete (104)

(126) (204) a la segunda posición.

13. Sistema de frenado hidráulico (100) según la reivindicación 12, en el que:

(a) estando además construida e instalada la segunda válvula de carrete (104) (126)

(204) para modular entre las posiciones segunda e intermedia del conjunto de válvulas secundario (104) (126) (204) de tal modo que el conjunto de válvulas secundario (104) (126) (204) disminuya la salida de frenado producida por el conjunto de válvulas primario (102) (114) (202).

14. Sistema de frenado hidráulico (100) según la reivindicación 11, en el que:

(a) el accionamiento (138) (234) es un accionamiento de solenoide provisto de una bobina (140) y de una armadura (142) para el acoplamiento y el accionamiento de la segunda válvula de carrete (104) (126) (204) según las señales de entrada (145)

(232) recibidas a partir del controlador electrónico programable (144) (230), de tal modo que la segunda válvula de carrete (104) (126) (204) module la salida de frenado producida por el conjunto de válvulas primario (102) (114) (202).

15. Sistema de frenado hidráulico (100) según la reivindicación 11, en el que:

(a) el controlador electrónico programable (144) (230) está configurado para recibir la entrada a partir de uno o más sistemas de control del vehículo de tal modo que el conjunto de válvulas secundario (104) (126) (204) module la salida de frenado producida por el conjunto de válvulas primario (102) (114) (202) según los valores previamente establecidos.

16. Sistema de frenado hidráulico (100) según la reivindicación 15, en el que:

(a) el sistema de control del vehículo es un sistema de frenos antibloqueo.

17. Sistema de frenado hidráulico (100) según la reivindicación 15, en el que:

(a) el sistema de control del vehículo es un sistema de frenos de control de la tracción.

18. Sistema de frenado hidráulico (100) según la reivindicación 11, en el que:

(a) el controlador electrónico programable (144) (230) está configurado para recibir la entrada a partir de un dispositivo de control en serie, de tal modo que el conjunto de válvulas secundario (104) (126) (204) module la salida de frenado producida por el conjunto de válvulas primario (102) (114) (202) en tiempo real.

19. Sistema de frenado hidráulico (100) según la reivindicación 11, en el que:

(a) el controlador electrónico programable (144) (230) está configurado para recibir la entrada a partir de uno o más sensores electrónicos, de tal modo que el conjunto de válvulas secundario (104) (126) (204) module la salida de frenado producida por el conjunto de válvulas primario (102) (114) (202) en tiempo real.

20. Válvula de freno según la reivindicación 12, en la que:

(a) la primera fuente de presión (150) (208) es la presión del sistema; y

(b) la segunda fuente de presión (152) (206) es la presión ambiente.

 

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