IT8322208A1

IT8322208A1 - Metodo per controllare e comandare dispositivi idraulici a scorrimento controllato di freni per autoveicoli, alimentati con energia da una sorgente esterna, e dispositivo per implementare tale metodo

Info

Publication number: IT8322208A1
Application number: IT1983A22208A
Authority: IT
Original assignee: Teves Gmbh Alfred
Priority date: 1982-08-28
Filing date: 1983-07-22
Publication date: 1985-01-22
Also published as: IT8322208A0; GB2126296A; DE3232052C2; JPH0466740B2; JPS59149852A; IT1163841B; DE3232052A1; FR2532260B1; FR2532260A1; GB8315281D0; GB2126296B; US4555144A

Description

Descrizione dell'Invenzione avente per titolo:

"METODO PER CONTROLLARE E COMANDARE DISPOSITIVI IDRAULICI A SCORRIMENTO CONTROLLATO DI FRENI PER AUTOVEICOLI, ALIMENTATI CON ENERGIA DA UNA SORGENTE ESTERNA, E DISPOSITIVO PER IMPLEMENTARE TALE METODO"

RIASSUNTO DELL?INVENZIONE

Per controllare'e comandare dispositivi idraulici di controllo dello slittamento da frenata alimentati con energia da una sorgente esterna per l'impiego negli autoveicoli, una valvola (47,53) idraulicamente o elettromagneticamente azionabile., viene inserita nella linea (46) di ritorno, la quale valvola apre o chiude il pass?ggio di ritorno del fluido idraulico delle valvole (26,28) riduttrici della pressione dei circuiti (19,20) frenanti statici in funzione della pressione dinamica sviluppantesi nella camera (17,42) ausiliaria della disposizione (2) di valvola del freno o nella precamera (39) del cilindro (1) principale in seguito all'azionamento del freno o all'inizio del controllo dello slittamento da frenata. Con ci? viene impedita una diminuzione della pressione nei circuiti frenanti statici per prevenire un bloccaggio delle ruote, se nel caso di una azione di controllo nessuna pressione dinamica si sviluppa nella camera (17) ausiliaria o nella precamera (39) a causa di un difetto.

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un metodo per controllare e comandare dispositivi idraulici di controllo dello slittamento da frenata per autoveicoli, alimentati con energia da una sorgente esterna, in cui la pressione viene trasmessa ai cilindretti del freno attraverso almeno un circuito frenante statico e/o almeno un circuito frenante dinamico, ed in cui nel caso abbia luogo una azione di controllo il flusso di fluido ? ammesso da un circuito dinamico entro il(i) circuito(i) frenante statico. Fanno parte di questa invenzione anche dispositivi per implementare questo metodo.

Sono gi? noti dispositivi di controllo dello slittamento'da frenata in cui valvole elettromagneticamente o idraulicamente azionate, le quali impediscono il passaggio di fluido nel caso di una perdita di pressione nel sistema di alimentazione di energia esterna, vengono inserite nelle linee di collegamento che forniscono di fluido idraulico la pr?camera del cilindro principale e quindi i circuiti statici, come pure nella linea di ritorno del fluido di pressione dalle valvole riduttrici della pressione al serbatoio compensatore (domande di brevetto tedesco pubblicate DE-OS 3.040.561 e DE-OS 3.040.562). In caso di interruzione dell'energia esterna, queste valvole devono impedire che i circuiti statici siano controllati a vuoto o che una quantit?- eccessiva di fluido idraulico fluisca nei serbatoi compensatori. In questi dispositivi noti esiste lo svantaggio che queste valvole non reagiscono al verificarsi di un guasto nella valvola di freno fintanto-? ch? viene-mantenuta la pression? nel sistema di alimentazione di energia esterna.

Uno scopo della,presente invenzione ? pertanto quello di controllare e comandare un dispositivo di .controllo dello slittamento da frenata in modo che i circuiti statici non siano controllati a vuoto anche se non pu? svilupparsi ? ' alcuna pressione sufficiente di freno nel(i) circuito(i) dinamico(i) a causa ? di un guasto, sebbene il sistema di alimentazi?ne di energia esterna ? integroe sottoposto alla pressionedi esercizio.

E' stato mostrato che questo scopo pu? essere raggiunto in maniera molto semplice e tecnologicamente avanzata mediante il metodo del tipo inizialmente descritto, in cui la funzione di controllo dello slittamento di frenata dei circuiti statici, ed in particolare la diminuzione di pressione verificantesi quando ha inizio la tendenza alla frenata, viene iniziata o impedita in funzione della pressione dinamica svi? luppatasi in seguito all'azionamento del freno o all'inizio dell?azione di controllo.

Con questo metodo non sono solo comandate tutte le parti del sistema di alimentazione di energia esterna ma anche le camere successive, in particolare la camera ausilia? ria della valvola di freno come pure, a seconda della collocazione del punto di misura, la valvola,che controlla il flusso di fluido dinamico nei circuiti statici, e viene anche impedito un controllo a vuoto dei circuiti statici anche se il sistema di alimentazione di energia esterna continua ad essere pressurizzato malgrado il guasto.

In una vantaggiosa forma di realizzazione del metodo secondo la presente invenzione, viene impedito il ritorno del fluido idraulico ;dai cilindretti del freno dei circuiti statici fino al momento che la pressione dinamica sviluppatasi o affluita in seguito all'azionamento del freno ha superato un predeterminato valore di soglia. Se la funzione di control?' lo della pressione ? eseguita sulla camera ausiliaria e agisce, per esempio, su una-valvola sensibile alla pressione, sar? un vantaggio sostanziale che il sistema di controllo reagisca per qualsiasi azione di frenatura in seguito alla risultante variazione di pressione, e non solo quando entra in azione il controllo dello slittamento da frenata, di conseguenza ci? permette di controllare continuamente la sua funzionalit?.

Se invece, secondo un'altra forma vantaggiosa di realizzazione in conformit? con la presente invenzione, il punto di misurazione della pressione viene stabilitc^corrispondenza della precamera entro la quale l'energia esterna del circuito dinamico ? ammessa solo nel caso che abbia luogo una azione di controllo, la verifica della funzionalit? interesser? anche la valvola che comanda il flusso delfluido dinamico. In questo caso, la valvola che permette o arresta la diminuzione della pressione nei circuiti frenanti statici verr? azionata in caso di qualsiasi azione di controllo dello slittamento da frenata, e per questo controllata nella sua funzionalit?.

Dispositivi particolarmente vantaggiosi per implementare il metodo secondo l'invenzione sono esposti nelle sottorivendicazioni da 4 a 7. Il ritorno del fluido di pressione pu? essere, permesso e impedito usando le valvole azionate sia idraulicamente che elettromagneticamente. Per questo scopo, delle valvole supplementari possono essere inserite nella linea di ritorno, oppure le valvole riduttrici della pressione necessarie per il controllo dello slittamento da frenata e disposte nei circuiti frenanti statici sono aperte o chiuse direttamente.

Ulteriori caratteristiche, vantaggi e possibilit? di applicazione di questa invenzione diventeranno evidenti dalla descrizione che segue delle forme di realizzazione, con riferimento ai disegni allegati, in cui:

la fig.l ? una vista schematicamente semplificata di un dispositivo di controllo dello slittamento da frenata del tipo incorporante la presente invenzione, includente una valvola azionata idraulicamente inserita nella linea di ritorno del fluido idraulico;

la fig.2 ? una vista del dispositivo di controllo di fig.l, con una versione modificata della valvola inserita nella linea di ritorno del fluido idraulico;

la fig.3 ? una sezione longitudinale di una forma di realizzazione della valvola azionata idraulicamente inserita nella linea di ritorno della disposizione di fig.2; e

la fig.4 ? una vista schematica del collegamento di una disposizione circuitale per generare un segnale al dispositivo di fig.l.

Nella particolare forma di realizzazione dell'invenzione mostrata in fig.l, il dispositivo di controllo dello slittamento da frenata consiste essenzialmente di una unit? idraulica compatta la quale a su? volta ? composta da una disposizione 1 di cilindro principale, cio?, un cilindro prin?

cipale tipo tandem, e da una disposizione 2 antistante di valvola di freno azionata da pedale. Le parti pi? essenziali di un sistema associato di alimentazione di energia esterna includono almeno un accumulatore 3 di pressione, una pompa 4 con l'associata valvola 5 di non ritorno, ed un filtro 6 che collega la disposizione con un serbatoio 7 polmone e compensatore per il fluido idraulico.

La forza F del pedale agente sul pedale 8 durante la frenatura viene trasmessa attraverso un?asta 9 di spinta ad una disposizione 10,11 a doppia leva la quale, a sua-volta sposta, nella successione dei movimenti verificantesi per l'azionamento del freno, un cursore 12 ed infine un pistone 13 ausiliario verso sinistra guardando la fig;1. Questa successione di movimenti deriva da una forza antagonista comparativamente alta che inizialmente il pistone 13 ausiliario oppone allo spostamento verso sinistra. Di conseguenza, quando una pressione agisce in direzione della forza F sull?estremit? pi? bassa della leva 11 la quale ? saldamente articolata in corrispondenza dello snodo 14, il perno 15 che unisce le due leve 10,11 verr? innanzitutto spostato verso sinistra, e quindi la leva 10 ruota con un movimento antiorario, fintantoch? 11 pistone 13 ? ancora fisso. Uno spostamento del cursore-12 verso sinistra fa si che l'energia esterna venga introdotta nella camera 17 ausiliaria attraverso i canali centrali e radiali del pistone e i canali 16 di collegamento, ci? comportando uno spostamento del pistone 13 verso sinistra e il generarsi di una pressione di freno nel circuito 18 frenante dinamico.

I due circuiti 19 e 20 frenanti statici sono collegati al cilindro 1 principale tipo tandem. Di conseguenza, sono disponibili tre circuiti frenanti'separati, dei quali

? due circ?iti 19 e 20 statici conducono alle ruote anteriori sinistra-destra o agli associati cilindretti 21,22 del freno, mentre i due cilindretti 23,24 del freno delle ruote posteriori sono azionati in parallelo attraverso il circuito 18 frenante dinamico. Per controllare l'incremento o la diminuzione della pressione nel caso di un bloccaggio imminente, vengono inserite delle valvole direzionali, elettromagneticamente azionabili, a due posizioni e a due vie, le quali vengono aperte o chiuse con l'ausilio di una unit? elettronica di controllo (non mostrata), in dipendenza della rotazione delle ruote.

Il cilindro 1 principale tipo tandem comprende due pistoni 31 e 32 di cilindro disposti in serie e camere 33,34 associate di lavoro nelle quali si genera una pressione statica durante l'azionamento del freno e le quali comunicamo direttamente con. i due circuiti 19,20 frenanti staticj.. Le estremit? dei pistoni di cilindro tipo tandem vicine al pedale e formanti una delimitazione per le camere 35,36 secondarie, sono collegate con una precamera'39 attraverso i fori 37,38. Attraverso una valvola 40, la quale ? chiusa nello stato diseccitato, e una linea 42 di collegamento, la precamera 39 ? collegata con una camera 17 ausiliaria, mentre una valvola 41, la quale ? aperta nello stato diseccitato, ed una linea 43 collegano la precamera 39 con il serbatoio 7 compensatore.

Il cilindro 1 principale tipo tandem e la disposizione 2 di valvola del freno sono in impegno l'uno nell'altra attraverso un pistone 44 intermedio, il quale ? solidale con il pistone 32 di cilindro. Inoltre, il pistone 44 porta un cosiddetto manicotto 45 di posizionamento, il quale, nel caso che abbia luogo una azione di controllo, impedisce uno spostamento dei pistoni .31,32 del cilindro principale troppo verso sinistra, facendo si che le camere 33,34 di lavoro non vengano controllate a vuoto. .

La linea 46 di ritorno, attraverso la quale il fluido idraulico ritorna dai circuiti 19,20 frenanti statici al

serbatoio 7 compensatore .per risposta delle valvole 26,28 riduttrici della pressione, alloggia la valvola 47 azionata idraulicamente, la quale ?- essenziale per questa invenzione e la quale, sotto l'azione di una molla 48 di compressione agende su una testa 49 dellai valvola, blocca inizialmente ?il. passaggio di fluido dalla'linea.46 alla luce aprentesi nella linea 50 di ritorno attraverso la quale il fl?ido idraulico ritorna dal circuito 18 frenante dinamico quando si eccita la valvola 29 riduttrice della pressione. Il flusso di ritorno attraverso la valvola 47 non fluir? fino al momentoin cui una quantit? sufficiente di pressione prevale in corrispondenza della luce 51 e sposta il pistone 52 di valvola.

Quando il freno viene azionato, si generer?, nel modo descritto, una pressione nella camera 17 ausiliaria della disposizione 2 di valvola di. freno. Se una delle ruote da 21 a 24 minaccia di bloccarsi, entrer? in azione il controllo dello slittamento da frenata per mezzo di una eccitazione iniziale e quindi, un ritorno delle valvole 40,41, le quali sono riferite come valvole pilota. Ci? risulta in una interruzione del| collegamento verso il serbatoio 7 compensatore; il flusso dinamico,incomincia attraverso il canale 42 nella camera 39 di pressione e da qui attraverso i canali 37,38 nelle camere 35,36 secondarie, poi nelle camere 33,34 di lavoro ed infine nei circuiti 19,20 statici. Al momento del generarsi della pressione nelle camere 17,42, la valvola 47 era gi? aperta, permettendo anche un ritorno del fluido idraulico al .serbatoio 7 compensatore se nel corso dell'azione di controllo -dello slittamento da frenata sono aperte le valvole 26,28 riduttrici della-pressione nei circuiti statici. Tutta? via, se si ? verificato un guasto, non importa di quale tipo, esso sarebbe una avaria del sistema di alimentazione di'energia esterna, un cursore 12 bloccato, o una rottura delle leve 10 o 11, in conseguenza a ci? non pu? svilupparsi alcuna pressione adeguata nel canale 42 e quindi in corrispondenza dell'ingresso di controllo della valvola 47, non viene aperto 11 percorso verso il serbatoio 7 compensatore attraverso la valvola 47, e con ci? viene'impedita una diminuzione indesiderata della pressione nei circuiti frenanti statici. Di conseguenza, viene escluso un controllo a vuoto dei circuiti statici e quindi un guasto dei circuiti frenanti. Il freno continua ad essere operativo per? senza controllo dello slittamento da frenata.

La forma di realizzazione di fig.2 differisce da quella di fig.l soltanto per una valvola 53 modificataavente funzioni.

un numero maggiore di jPertanto, alle parti uguali sono stati assegnati i medesimi numeri di riferimento, oppure ? stata omessa una designazione. I dettagli di questa valvola 53 diventano evidenti dalla fig.3.

Oltre alle parti descritte con riferimento alla valvola 47 (fig.l), la valvola 53 include un commutatore 54, il quale viene azionato fuori dalla sua posizione mostrato in fig.2 dallo spostamento del pistone 55, lo spostamento essendo possibile verso entrambi i lati. In questa forma di realizzazione,lo spostamento del pistone 55 ? prodotto dallo spostamento del perno 56 radialmente verso l'asse del pistone 55 in contrapposizione alla pressione della molla 57 di richiamo (fig.3). Una luce 58 supplementare (fig.2) connette la valvola 53 con la camera di lavoro di un circuito frenante statico, nell'esempio presente con la camera 34 di lavoro o con il circuito 20 frenante statico, cosicch? il pistone 55 provocher? 1'emissione di un segnale ogni volta che una differenza di pressione eccedente un valore minimo prevale tra la pressione nella camera 17 ausiliaria o la< linea 42 e la camera 34 di lavoro. Il commutatore 54 serve per segnalare un guasto e pu? essere impiegato per una interruzione parziale o totale delle funzioni di controllo, se necessario, eventualmente mediante l'inserzione di elementi di commutazione temporizzati e la combinazione dei segnali con altre caratteristiche.

E' anche eventualmente possibile, sebbene qui non mostrato, collegare le valvole 47,53 alla precamera 39 invece che alla linea 42, ci? comporta il vantaggio che allo stesso tempo anche le valvole 40 e 41 possono essere controllate per un perfetto funzionamento. Solo s?, in caso di controllo, entrambe le valvole rispondono regolarmente, si generer? una pressione dinamica nella precamera 39 e verr? fornita energia dinamica, cosicch? una diminuzione della pressione attraveso le valvole 26,28 riduttrici della pressione, come pure attraverso la linea 46 di ritorno e le valvole 47,53, non ? considerata pericolosa. In riguardo alla connessione tra le valvole e la linea 42 come mostrato nelle fig.l e 2, ? pertanto svantaggioso che nell'ultimo caso descritto la valvola 47 o 53 venga azionata solamente in presenza di flusso di fluido dinamico nella camera 39 e cio? solo all'inizio dell'azione di controllo dello scorrimento da frenata.

La flg.4 mostra una semplice disposizione circuitale la quale genera un segnale o svolge una funzione di interruzione quando la pressione sviluppantesi,nella camera 17 ausiliaria,e perci? nel circuito 18 dinamico,in seguito all'azionamento del freno, ? insufficiente. Nella fig.4, la funzione di interruzione o segnalazione ? svolta da un rel? 59 il quale ? collegato all'alimentatore UB attraverso due commutatori 60,61 sensibili alla pressione. Il commutatore 60 ? collegato con il circuito 18 frenante idraulico delle fig.l o 2, mentre il commutal'^re 61 ? connesso con uno dei due circuiti 19 o 20 statici. Non appena che il circuito 18 frenante idraulico ? pressurizzato, si chiude il contatto nel commutatore 60. Pertanto, il rel? 59 rimarr? nel suo stato eccitato anche se, in conseguenza della pressione nel circuito 19 o 20 frenante statico collegato, verr? interrotto il percorso della corrente attraverso il commutatore 61. Se, tuttavia, il circuito frenante dinamico rimane non pressurizzato quando viene azionato il freno, per esempio come conseguenza di un cursore 12 bloccato o di una leva 10,11 rotta, la risposta del commutatore 61 risultante dalla pressione generatosi nel circuito 19 o 20 frenante statico, provocher? una interruzione dell'alimentazione e quindi una caduta del rel? 59 come pure una interruzione del controllo la quale ? fatta scattare da un contatto del rel? 59.

In una ulteriore forma di realizzazione secondo l'invenzione (anch'essa non mostrata), la valvola attraverso la quale ritorna il fluido di pressione in seguito all'eccitazione delle valvole 26,28 riduttrici della pressione dei circuiti frenanti statici, normalmente permette un libero passaggio del fluido, assumendo la funzione precedentemente descritta con riferimento alle fig.l e 2 o valvole 47 e 53, non prima dell'inizio della funzione di controllo dello slittamento da frenata. E1 possibile, per esempio, usare per questo scopo una valvola azionata elettromagneticamente ed eccitarla o diseccitarla solo dopo che-ha avuto luogo la prima eccitazione delle valvole 40,41 pilota. Pertanto, la linea 46 risulter? chiusa solo quando inizia l'azione di controllo e non prevale alcuna pressione dinamica in corrispondenza del punto di misurazione della pressione, per?esempio, nella camera 17 ausilia? ria o nel canale 42 di collegamento, il che sarebbe l'indicazione di un guasto nel sistema. Il tempo durante il quale questa valvola, la quale ? azionata in dipendenza dell'eccitazione delle valvole pilota, e nella posizione aperta, ? appropriatamente limitato, per esempio, a 20 secondi per mezzo di un multivibratore monostabile, cosicch? la valvola ? nuovamentediseccitata e quindi riaperta depo il termine della funzione di controllo.

Claims

RIVENDICAZIONI

1. Metodo per controllare e comandare dispositivi idraulici di controllo dello slittamento da frenata per autoveicoli, alimentati con energia da una sorgente esterna, in cui la pressione viene trasmessa ai cilindretti del freno attraverso almeno un circuito frenante statico e/o almeno un circuito frenante dinamico, ed in cui nel caso che abbia luogo una azione di controllo il flusso di fluido ?ammesso da un circuito dinamico entro il circuito(i) frenante statico, caratterizzato dal fatto che la funzione di controllo dello slittamento da frenata dei circuiti (19,20) frenanti statici ed in particolare la diminuzione di pressione nei circuiti frenanti statici quando ha inizio la tendenza alla frenata, viene iniziata o impedita in funzione della pressione dinamica sviluppatasi in seguito all'azionamento del freno o all'inizio dell'azione di controllo.

2. Metodo secondo la rivendicazione'!, caratterizzato dal fatto che viene impedito il ritorno del fluido idraulico dai cilindretti del freno dei circuiti (19,20) frenanti statici fintantoch? la pressione dinamica sviluppatasi in seguito all ' azionamento del freno ? al di sotto di un predeterminato valore di soglia.

3. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che viene impedito il ritorno del fluido idraulico dai cilindretti (21,22) del freno dei circuiti (19,20) frenanti statici fino al momento che la pressione dinamica ammessa nei circuiti freganti statici all?inizio della funz?one di controllo dello slittamento da frenata, supera un predeterminato valore di soglia.

4. Dispositivo per implementare il metodo come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni 1,2 e 3, con una unit? idraulica consistente essenzialmente di un cilindro principale' di freno con una disposizione antistante di valvola di freno azionata da pedale, un sistema di alimentazione di energia est?rna ed un serbatoio polmone e compensatore, con circuiti frenanti statici e dinamici separati in cui nel caso che abbia luogo una azione di controllo un flusso di fluido dinamico scorre ;da un circuito frenante dinamico, attraverso una precamera del cilindro principale, nei circuiti ' frenanti statici, con valvole per controllare la"pressione del freno sulle ruote e per regolare il flusso delfluido dinamico, come pure1 con una unit? elettronica di controllo-per pilotare le valvole, caratterizzato dal fatto che una valvola (47,53) viene disposta nella linea (47) di ritorno del'fluido, idraulico che conduce dalle valvole (26,28) riduttrici della pressione dei cilindretti (21,22) del freno nei circuiti (19, 20) frenanti statici al serbatoio (7) compensatore, la valvola essendo pilotata in funzione della pressione prevalente in seguito all'azionamento del freno nella camera (17,42) ausiliaria della valvola (2) di freno o, come conseguenza di un flusso di fluido dinamico, nella precamera (39) del cilindro (1) principale.

5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la valvola (47,53) disposta nella linea (46) di ritorno ? azionata idraulicamente.

6. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la valvola (47,53) disposta nella linea (46) di'ritorno ? azionata elettromagneticamente.

7. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 4,5 e 6, caratterizzato dal fatto che la valvola (47, 53), disposta nella linea (46) di ritorno, ? normalmente aperta, e dal fatto che vengono provvisti mezzi di commutazione i quali attivano la .dipendenza della posizione di scambio della valvola (47,53) dalla pressione nella camera (17,42) ausiliaria o nella camera (39) solamente dopo la risposta del controllo dello slittamento da frenata.

8. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che viene provvisto un multivibratore monostabile, il quale limita il tempo durante il quale la valvola (47,53) ? nella posizione aperta ad un predeterminato periodo, per esempio, da 20 a 30 secondi, la posizione della valvola durante quel tempo essendo in funzione dell pressione dinamica.