ES2197624T3 - Dispositivo, metodo y sistema para el control de un freno de aparcamiento impulsado electricamente. - Google Patents

Abstract

Controlador de freno para un vehículo que tiene un cable de freno (35) y freno (57, 58), en el que el cable de freno se conecta al freno de tal modo que la tensión del cable de freno efectúe la aplicación del freno, comprendiendo, en combinación : un motor eléctrico (1) que extrae corriente que varía cuando se aplica carga al motor eléctrico y que tiene un árbol de salida; un módulo de control (13) acoplado al motor eléctrico (1) para controlar el motor eléctrico, un conjunto de tren de engranajes conectado al árbol de salida del motor eléctrico, incluyendo el conjunto del tren de engranajes un tornillo de línea roscado (2); un tubo de arrastre (3) que tiene un primer extremo y un segundo extremo, teniendo el primer extremo del tubo de arrastre un racor roscado para recibir el tornillo de línea roscado (2) del conjunto de tren de engranajes, y teniendo el segundo extremo un punto de fijación para unir el cable de freno (35) al tubo de arrastre (3); un sensor de movimiento del cable para detectar una cantidad de cambio de posición del cable y acoplado al módulo de control (13); en el que el módulo de control (13) controla el motor eléctrico (11) de tal manera que el árbol de salida del motor eléctrico produzca el movimiento del conjunto del tren de engranajes, provocando de este modo la rotación del tornillo de línea roscado (2); en el que la rotación del tornillo de línea roscado (2) produce el movimiento lineal del tubo de arrastre (3) vía el racor roscado, y el movimiento del tubo de arrastre provoca el tensado y la liberación del cable de freno (35) respectivamente.

Description

Dispositivo, método y sistema para el control de un freno de aparcamiento impulsado eléctricamente.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un freno de aparcamiento impulsado eléctricamente y en particular a un método y sistema para controlar y accionar un freno de aparcamiento usando un rasgo de ajuste automático y limitación de corriente para determinar la tensión del cable de freno.

Antecedentes

Casi todos los vehículos tienen un mecanismo de freno de aparcamiento, y la mayoría de estos vehículos tienen una palanca manual o palanca activada con el pie para actuar el mecanismo de freno de aparcamiento. Típicamente, estas palancas están unidas a un cable que produce el desplazamiento del cable y el accionamiento del mecanismo de freno de aparcamiento unido. Es necesario proporcionar un mecanismo de cable actuado eléctricamente que funcione de manera fiable con un mínimo número de piezas y que tenga un bajo coste, para que los mecanismos actuados por palanca manual puedan ser reemplazados o selectivamente sustituidos con facilidad.

Es sabido en la especialidad el modo de proporcionar sistemas de freno impulsados por motor eléctrico. Ejemplos de tecnología convencional en la especialidad de sistemas de freno impulsados por motor son descritos en las patentes U.S. nº 4.795.002 de Burgei y cols., 4.865.165 de Taig; 5.590.744 de Belmond; 4.281.736 de Lizzio; 4.629.043 de Matsuo y cols.; 4.561.527 de Nakamoto y cols.; 5.180.038 de Arnold y cols.; 5.485.764 de Sugimoto y cols.; 5.542.513 de Reyes.

La patente US.nº 5.485.764 de Sugimoto y cols. describe un sistema de freno de aparcamiento para un vehículo e incluye un miembro de conexión unidireccional, tal como un trinquete, que interconecta un miembro accionador de freno para el accionamiento manual del freno de aparcamiento y una fuente de arrastre automática para accionar el freno de aparcamiento. El dispositivo de Sugimoto sugiere el uso del par motor en la aplicación del freno, pero no proporciona detalles que permitan medir económicamente el par motor.

La patente U.S. nº 5.542.513 de Reyes describe un freno de aparcamiento automático que incluye un segundo solenoide que activa el solenoide para que el motor de arranque coopere con un engranaje con el fin de activar el freno del aparcamiento a través del interruptor de encendido. Además, Reyes describe el uso de un dispositivo limitador de tensado mecánico para controlar la tensión de aplicación del freno de aparcamiento. Un problema que tiene el uso del interruptor de limitación de tensión en el cable, como se ha descrito, es que este enfoque introduce coste y complejidad innecesarios.

La técnica anterior relativa al ajuste del recorrido usando interruptores de limitación del recorrido es ineficaz, ya que el estado liberado correcto no es una posición fija, sino una tensión residual especificada. Es también conocido el prever un rasgo limitador de tensión mecánico para aplicar los frenos, pero no existen antecedentes en relación con estos sistemas para controlar la posición liberada de los frenos.

La patente U.S. nº 5.180.038 describe un freno de aparcamiento en el que se aplica el freno girando un tornillo un número de rotaciones deseado para mover el miembro movible y de este modo el cable de freno. Cuando se aplica el freno, el tornillo es girado por un motor a lo largo de un número de vueltas predeterminado para mover el miembro movible a una posición de aplicación del freno. Cuando se libera el freno, se gira el tornillo por el motor a lo largo de un número de vueltas predeterminado para restituir nuevamente el freno a la posición liberada del freno. Por tanto, el miembro movible vuelve a la posición original de la que partió.

Es por lo tanto evidente que a los sistemas de freno de aparcamiento impulsados eléctricamente de tipo convencional les falta controles efectivos para aplicar y liberar el freno y que estos sistemas existentes son relativamente complejos y caros. Se necesita en esta especialidad un sistema de freno de aparcamiento impulsado eléctricamente que sea fiable, autoajustable de una manera relativamente simple y fiable, efectivo en coste, que utilice un conjunto sencillo de tornillo y tubo de arrastre, y que no se base en la activación mecánica adicional, tal como muelle, o un dispositivo o sistema complicados para el control de la tensión y el funcionamiento. Se necesita también un sistema de control para un sistema de freno de aparcamiento impulsado eléctricamente que produzca una salida repetible dentro de un intervalo relativamente estrecho, de una manera suficiente para garantizar un nivel de frenado, pero sin ser suficientemente grande para causar daño a los componentes asociados o necesitar que los componentes sean diseñados con sobremedida. También se necesita un sistema de control que se base en un método y sistema fiable y económico para controlar la aplicación de un freno de aparcamiento, tal como haciendo uso de extracción de corriente del motor, que sea proporcional al par de salida y suficientemente independiente de otras variables.

Sumario de la invención

Es un objeto de la presente invención superar los problemas de la técnica anterior proporcionando un freno de aparcamiento de vehículo eléctricamente impulsado que sea automáticamente autoajustable.

Es otro objeto de la presente invención proporcionar un freno de aparcamiento para vehículo impulsado eléctricamente que use un mecanismo que no sea fácilmente reversible, tal como un mecanismo de tornillo, para el encaje.

Es otro objeto de la presente invención proporcionar un freno de aparcamiento para vehículo impulsado eléctricamente que permita la modulación del freno para su aplicación durante el tiempo en el que el vehículo está en movimiento.

Es otro objeto de la presente invención proporcionar un freno de aparcamiento para vehículo impulsado eléctricamente que proporcione controles simples y efectivos para aplicar y liberar.

Es otro objeto de la presente invención proporcionar un freno de aparcamiento para vehículo impulsado eléctricamente que sea simple, fiable, y barato.

Es otro objeto de la presente invención proporcionar un freno de aparcamiento para vehículo impulsado eléctricamente que emplee un motor eléctrico de alta velocidad y un sistema de conducto de reacción.

Es otro objeto de la presente invención proporcionar un sistema de control que utilice un sistema fiable y económico para determinar la tensión del cable para la aplicación del freno. Es otro objeto de la presente invención proporcionar un sistema de control que utilice la extracción de corriente del motor para la aplicación fiable y económica del freno.

Es otro objeto de la presente invención proporcionar un sistema de freno de aparcamiento impulsado eléctricamente que funcione en conjunción con un sistema de reacción de conducto.

Es otro objeto de la presente invención proporcionar un sistema de freno de aparcamiento impulsado eléctricamente que sea fácilmente instalable en un vehículo.

La presente invención resuelve los problemas asociados con los diseños de freno de aparcamiento convencionales, eléctricamente impulsados para vehículos y sus métodos de accionamiento previendo un sistema de freno de aparcamiento impulsado eléctricamente que emplea un motor eléctrico de alta velocidad y utilizan un mecanismo que no es fácilmente reversible tal como un mecanismo de tornillo, en conjunción con un sistema de conducto de reacción. Un ejemplo de un sistema de conducto de reacción que proporciona una fuerza suficiente para echar el freno de aparcamiento (por ejemplo, para poner una zapata de freno en contacto con un tambor o disco de freno) es descrito en la patente U.S. nº 5.086.662, que se incorpora aquí como referencia. Sistemas de reacción de conducto están también disponibles comercialmente en vehículos automóviles. El sistema de una realización de la presente invención comprende un conjunto de motor eléctrico/tren de engranajes que tiene un tornillo de línea que está conectado operativamente a un tubo de arrastre. Un extremo de un cable metálico o torón está unido al tubo de arrastre y el otro extremo, al sistema de conducto de reacción antes mencionado. El conjunto de motor eléctrico está unido a un puntal en el que el tubo de arrastre es libre de moverse dentro del puntal. El puntal está fijado a un vehículo en cualquier emplazamiento apropiado.

En una realización de la presente invención, un módulo de control electrónico que tiene una conexión eléctrica al motor eléctrico controla el funcionamiento del motor eléctrico, y a su vez, el movimiento del tubo de arrastre. Moviendo la posición del tubo de arrastre se incrementa o bien se reduce la tensión sobre un cable metálico o cable toronado. Cuando se aplica el freno de aparcamiento, se determina la tensión en el torón monitorizando la corriente aplicada del motor eléctrico.

El freno de aparcamiento se libera por inversión del motor eléctrico a una distancia determinada (independientemente de la posición de freno aplicado) usando un rasgo de posicionamiento electrónico, tal como un sensor de Efecto Hall y una rueda fonocaptora magnética.

Usando el sistema de una realización de la presente invención en combinación con un sistema de cable de reacción de conducto se alcanza varios propósitos, incluyendo los siguientes: 1) la presente invención permite usar un motor eléctrico comercialmente disponible y efectivo en coste de un pequeño tamaño; 2) la presente invención reduce en un factor de dos el engranaje de reducción necesario para sacar partido de las características del motor y reduce en un factor de dos el recorrido adicional (y longitud resultante) del mecanismo requerido para proporcionar la holgura para instalación durante la fabricación del vehículo; 3) la presente invención reduce de dos a uno el número de agujeros atravesando la cubeta de piso o plataforma de vehículo que son necesarios para localizar el mecanismo dentro de la cabina del vehículo, reduciendo así los gastos de impermeabilización, y 4) la presente invención introduce una asimetría variable en la disposición de cable, permitiendo un aumento de posición descentrado y curvas de cable que tienen radios más grandes.

Una realización de la presente invención incluye un sistema de control automático para determinar el grado de contacto de aplicación del freno. El sistema automático permite también la aplicación controlada del freno de aparcamiento. El sistema de control automático de la presente invención produce una salida repetible dentro de un intervalo relativamente estrecho, que es suficiente para garantizar un nivel de frenado, pero no suficientemente grande para ocasionar daño a los componentes asociados o exigir que los mismos sean diseñados con dimensiones excesivas.

El sistema de control automático controla el motor eléctrico para que la extracción de corriente del motor sea proporcional al par de salida y suficiente independiente de otras variables para ser un método fiable y económico de control de la aplicación del freno de aparcamiento. Usando la extracción de corriente para determinar la cantidad de tensión del cable y, a su vez, la distancia de desplazamiento del tubo de arrastre, el sistema es autoajustable (por ejemplo, compensador del tensado del cable, y desgaste de la zapata del freno, entre otras variables).

El sistema de control automático controla también la liberación del freno. Tal control asegura que el freno sea liberado en grado suficiente para garantizar la ausencia de resistencia del freno, y asegura también que la liberación del freno no sea hasta el punto de permitir holgura en los cables. El cable se libera a una distancia calibrada del punto de aplicación. Se puede medir esta distancia según diversos modos. En una realización de la presente invención se determina la liberación del freno usando información de detección apropiada, tal como las revoluciones del motor o contando impulsos de conmutación, y puede incluir el uso de un Sensor de Efecto Hall y rueda fonocaptora magnética.

La combinación de los dos ciclos (aplicación y liberación), como se ha descrito anteriormente, produce un efecto auto-ajustador que constituye una mejora notable sobre los sistemas y métodos convencionales por una serie de razones. Una razón es la evitación de tracción del freno u holgura del cable. Una segunda razón es que, limitando el intervalo de recorrido de funcionamiento al mínimo requerido, se reduce el tiempo de respuesta del sistema, minimizando así el tamaño de motor requerido para el funcionamiento aceptable. Una tercera razón se refiere a la instalación. La presente invención es apropiado para la instalación durante la fabricación del vehículo con una cantidad sustancial de holgura del cable para una conexión más fácil. Mediante la aplicación inicial, se suprime esta holgura y no se reintroduce cuando se libera el freno.

Aunque el sistema de la presente invención es útil como freno de aparcamiento, una realización de la presente invención puede funcionar también cuando se está moviendo el vehículo como sigue. El operador es provisto de una entrada variable, cuya salida controla la posición del motor a través del rasgo sensor de posición descrito más arriba. El uso de detección de posición (en oposición al control de corriente) es necesario porque el operador tiene que poder incrementar o reducir el efecto de frenado con sensibilidad. Cuando se opera de este modo, el freno vuelve a su punto de partida después de su liberación completa -no se produce autoajuste durante este modo-. Esto proporciona la lógica operativa más simple, y es aceptable siempre que el freno sea accionado periódicamente en el modo de ``aparcamiento''. Por tanto, esta realización incluye también una entrada en el sistema de control para una selección de la posición de transmisión, pero puede funcionar también con otras entradas, tales como sensores para el movimiento del vehículo. El freno de aparcamiento de esta realización puede iniciarse también automáticamente por el posicionamiento del selector de transmisión.

Para conseguir los rasgos citados y otros rasgos, ventajas y objetos de la presente invención, una realización de la presente invención proporciona un controlador de freno para un vehículo que tiene un cable de freno y freno, en el que el cable de freno se conecta al freno de tal modo que la tensión del cable de freno efectúe la aplicación del freno, comprendiendo: un motor eléctrico que tiene un árbol de salida, un módulo de control acoplado al motor eléctrico para controlar el motor eléctrico, un conjunto de tren de engranajes conectado al árbol de salida del motor eléctrico, incluyendo el conjunto del tren de engranajes un tornillo de línea roscado; y un tubo de arrastre que tiene un primer extremo y un segundo extremo, teniendo el primer extremo del tubo de arrastre un racor roscado para recibir el tornillo de línea roscado del conjunto de tren de engranajes, y teniendo el segundo extremo un punto de fijación para unir el cable de freno al tubo de arrastre; en el que el módulo de control controla el motor eléctrico de tal manera que el árbol de salida del motor eléctrico produzca el movimiento del conjunto del tren de engranajes, provocando de este modo la rotación del tornillo de línea roscado; y en el que la rotación del tornillo de línea roscado produce el movimiento lineal del tubo de arrastre vía el racor roscado, y el movimiento del tubo de arrastre provoca el tensado del cable de freno.

Para conseguir los rasgos citados y otros rasgos, ventajas y objetos de la presente invención, una realización de la presente invención proporciona un sistema de freno para un cable de freno y freno, estando unido el cable de freno al freno de tal modo que la tensión aplicada al cable de freno efectúe la aplicación del freno, comprendiendo: un motor eléctrico que tiene un árbol, una corriente, variando la corriente con una carga aplicada al motor eléctrico; un sensor de corriente para liberar la corriente del motor eléctrico; un tensor de freno conectado al motor eléctrico, estando destinado el tensor de freno para tensar el cable de freno; y un módulo de control acoplado al motor eléctrico para controlar el motor eléctrico, estando acoplado también el módulo de control al sensor de corriente, en el que el módulo de control efectúa la aplicación del freno controlando el motor eléctrico de tal modo que el motor eléctrico haga que el tensor de freno tense el cable de freno; en el que el cable de freno aplica el freno cuando se tensa el cable de freno; y en el que el módulo de control para el motor eléctrico cuando la corriente del motor eléctrico alcanza una corriente predeterminada, siendo determinada la corriente usando el sensor de corriente.

Para conseguir los rasgos citados y otros rasgos, ventajas y objetos de la presente invención, una realización de la invención proporciona además un método para accionar un freno para un vehículo que tiene un controlador de freno, incluyendo el controlador de freno un motor eléctrico que tiene corriente, variando la corriente con una carga aplicada al motor eléctrico; un módulo de control acoplado al motor eléctrico para controlar el motor eléctrico; un sensor de corriente para detectar la corriente del motor eléctrico, estando acoplado el sensor de corriente al módulo de control; y un tensor de freno conectado al motor eléctrico, el tensor de freno para tensar el cable de freno; comprendiendo: la recepción de una señal para aplicar el freno; controlando el módulo de control el motor eléctrico de tal modo que el motor eléctrico haga que el tensor de freno tense el cable de freno, en el que se tensa el cable de freno, aplicando el freno y parando el módulo de control el motor eléctrico cuando la corriente del motor eléctrico alcanza una corriente predeterminada.

Para conseguir los rasgos citados y otros rasgos, ventajas y objetos de la presente invención, una realización de la invención proporciona también un método de instalación de una unidad de freno de aparcamiento impulsada eléctricamente para un vehículo que tiene un cable de freno y freno, en el que el cable de freno se conecta al freno de tal modo que la tensión del cable de freno efectúe la aplicación del freno; y en el que la unidad de freno impulsada eléctricamente incluye un iniciador de freno para iniciar la aplicación del freno: un controlador de freno; un motor eléctrico que tiene una corriente, variando la corriente con una carga aplicada al motor eléctrico; un módulo de control acoplado al motor eléctrico para controlar el motor eléctrico; un sensor de corriente para detectar la corriente del motor eléctrico, estando acoplado el sensor de corriente al módulo de control; un sensor de posición está acoplado al módulo de control para determinar el movimiento del cable de freno; y un tensor de freno conectado al motor eléctrico, el tensor de freno para tensar el cable de freno; comprendiendo: la fijación de la unidad de freno impulsada eléctricamente al vehículo; la conexión del cable de freno al tensor de freno; e iniciar la aplicación del freno usando el iniciador del freno. En el que después de iniciar la aplicación del freno, el módulo de control controla el motor eléctrico de tal modo que el motor eléctrico haga que el tensor de freno tense el cable de freno, en el que el cable de freno es tensado aplicando el freno; el módulo de control para el motor eléctrico cuando la corriente del motor eléctrico alcanza una corriente predeterminada; y en el que el módulo de control controla el motor eléctrico de tal modo que el motor eléctrico produzca un movimiento en el cable del freno; en el que se libera el freno por el movimiento del cable de freno; y en el que se determina el movimiento del cable de freno usando el sensor de posición, de tal modo que el movimiento del cable de freno sea igual a una distancia de movimiento predeterminada para el vehículo.

Objetos adicionales, ventajas y nuevos rasgos de la invención serán expuestos en parte en la descripción que sigue, y en parte resultarán más evidentes para los expertos en la materia ya que examinando los que sigue, estos rasgos pueden aprenderse también por la práctica de la invención.

Breve descripción de los dibujos

En las figuras:

la figura 1 es una ilustración despiezada de componentes del sistema de freno de aparcamiento de la invención en una realización de la presente invención;

la figura 2 es una vista aérea del sistema ensamblado que se ilustra en la figura 1;

la figura 3 es un dibujo en sección transversal tomado a lo largo de las línea A-A mostradas en la figura 2;

la figura 4 es una vista lateral del sistema ensamblado que se ilustra en la figura 1;

la figura 5 es una vista de extremo que se ilustra el conjunto de motor y tren de engranajes ilustrado en la figura 1;

la figura 6 es un esquema de un aspecto del freno de aparcamiento impulsado eléctricamente según una realización de la presente invención que ilustra un dispositivo de entrada del operador;

la figura 7 presenta un ejemplo de un interruptor y otros componentes para controlar la tensión del cable de freno de acuerdo con una realización de la presente invención;

la figura 8 presenta otro ejemplo de un interruptor y otros componentes para el control de la tensión del cable de freno de acuerdo con una realización de la presente invención;

la figura 9 muestra un sistema de frenado impulsado eléctricamente de acuerdo con una realización de la presente invención para usar con un sistema de reacción de conducto; y

la figura 10 es un sistema de frenado impulsado eléctricamente de acuerdo con una realización de la presente invención para usar con un conjunto de cable de sistema de reacción sin conducto.

Descripción detallada

La presente invención se refiere en general a un dispositivo tensor de cable arrastrado por motor, actuado eléctricamente, capaz de desempeñar la función de un sistema de freno de aparcamiento de vehículo de pasajero como se define por la Federal Motor Vehicle Safety Standard (FMVSS) 135. Alternativamente, puede ser necesario que el sistema funcione como es definido por FMVSS 105.

El sistema de freno de aparcamiento impulsado eléctricamente EPB de una realización de la presente invención incluye cuatro componentes: 1) un interruptor o interruptores para determinar la entrada del operador del vehículo y otros parámetros; 2) un módulo de control eléctrónico para entregar energía eléctrica controlada; 3) una unidad de motor/engranaje para producir un movimiento lineal; 4) un tornillo de línea/tubo de arrastre que responde al movimiento lineal y no es fácilmente reversible; y 5) un sistema de cable para transmitir el movimiento lineal a los brazos/zapatas del freno de aparcamiento de un sistema de frenado convencional. En una realización de la presente invención el sistema EPB ejerce suficiente tensión en el cable para aparcar el vehículo en el que está instalado a su máximo peso bruto de régimen del vehículo (según lo requerido por FMVSS 135 u otra legislación pertinente) en una pendiente del 30% dentro del intervalo de variación normal de construcción del vehículo y variación normal del sistema de frenado.

La unidad de motor de una realización de la presente invención contiene un motor de corriente continua (CC) de imán permanente con una recolocación de engranajes integral de dos etapas. La primera etapa comprende una combinación de husillo sin fin/engranaje helicoidal, y la segunda etapa comprende un árbol roscado o tornillo de línea que gira dentro de un tubo de arrastre roscado para producir el movimiento lineal requerido. Esta unidad va empaquetada dentro de un estuche que sirve de puntal de compresión para que el núcleo del cable sea tensado con respecto al conducto, sin que se transmita fuerza de reacción alguna a la estructura del vehículo. El cable mismo transmite la carga a los brazos/zapatas de freno, vía, por ejemplo, un sistema de reacción de conducto convencional.

De acuerdo con una realización de la presente invención, el freno de aparcamiento eléctrico es una sustitución, pero no una adición, para un sistema impulsado manualmente. La presente invención es también utilizable para evitar la necesidad de un mecanismo adicional que sujete y libere la carga. El motor eléctrico se acopla a través de un engranaje de reducción que está diseñado para que sea incapaz de ser arrastrado en la dirección contraria cuando está en posición aplicada.

El freno de aparcamiento impulsado eléctricamente de la presente invención puede clasificarse como sigue, dependiendo de la realización empleada: a) cumpliendo solamente FMVSS 135, montado dentro del interior del vehículo; b) cumpliendo solamente FMVSS 135, montado en el exterior del vehículo; c) cumpliendo FMVSS 135 y FMVSS 105 montado dentro del interior del vehículo; o d) cumpliendo FMVSS 135 y FMVSS 105, montado en el exterior del vehículo.

Aunque el freno de aparcamiento de una realización de la presente invención puede localizarse en cualquier emplazamiento apropiado en el vehículo, el freno se localiza habitualmente dentro de una región interior del vehículo (por ejemplo, el maletero, compartimento de rueda de repuesto, detrás del asiento del camión, u otra localización). Localizando el pasador de freno en una región interior, se reduce los efectos corrosivos y vibracionales del entorno. Para minimizar el coste de los cables, se localiza el motor lo más cerca posible de las ruedas traseras o frenadas.

Las siguientes medidas de rendimiento cuantitativas son típicas del rendimiento del sistema para una realización de la presente invención. Estas medidas no pretenden ser límites, ya que cada sistema se confecciona a medida de un vehículo específico, como se describe más adelante. En condiciones de funcionamiento normales, el sistema EPB ejerce un máximo de 350 1bf (1557 N) tensión de cable con 1 pulgada (25 mm) de recogida de cable en 3 segundos sin que se cale el motor (estas condiciones no incluyen una batería gastada ni un fallo del sistema eléctrico del vehículo para proporcionar la energía necesaria debido a causas que no sean la variación normal en el sistema eléctrico del vehículo, como se ha definido en las respectivas especificaciones del sistema eléctrico del vehículo). Esta operación se basa en un sistema eléctrico que suministra 12 voltios y 35 amperios. El sistema EPB es capaz de liberar completamente toda la tensión aplicada al cable en aproximadamente 1 segundo.

En una realización de la presente invención el sistema EPB es autoajustable y por tanto capaz de compensar la flojedad o baja tensión en el cable de freno. El sistema permite también una fácil instalación durante la fabricación de un vehículo porque permite fijar al vehículo un cable no tensado, y la flojedad es eliminada por el primer funcionamiento del EPB. Por ejemplo, el EPB puede proporcionar la siguiente recogida mínima de cable: a) 1 pulgada (25 mm) de recogida de flojedad en la instalación, b) 2 pulgadas (50 mm) de recorrido normal del cable; y c) 0,4 pulgada (10 mm) recogida de cable de autoajuste.

En una realización de la presente invención, el EPB funciona en respuesta a la entrada procedente de un mando del operario, tal como un interruptor, y/o un selector de gama de transmisión. La entrada hace que el controlador EPB suministre corriente eléctrica al conjunto del motor. La corriente hace que el motor gire el tubo de arrastre que aplica tensión al cable de freno de aparcamiento, y a su vez incrementa la corriente extraída por el motor. La corriente se suministra hasta que se alcanza un nivel de corriente predeterminado (que se correlaciona con una tensión de cable predeterminada), en cuyo momento el controlador cierra la alimentación de corriente para el motor. Este nivel de corriente es usualmente equivalente a una tensión de cable correspondiente de aproximadamente 350 1bf (1557 N).

En una realización de la presente invención, para mejores resultados, el motor eléctrico no es invertible: la fuerza del cable tensado es portada mecánicamente por el paso del tornillo de línea/tubo de arrastre. Utilizando un elemento puramente mecánico, esta tensión del cable se mantiene indefinidamente o hasta que se suministra una entrada de operario para liberar el sistema EPB. Durante el periodo de tiempo en el que se está manteniendo la tensión del cable y el freno de aparcamiento no está en un ciclo de aplicación o de liberación, la corriente extraída en el sistema eléctrico del vehículo es 0 amperios.

El autoajuste automático, de acuerdo con una realización de la presente invención, resulta del funcionamiento del freno de aparcamiento, como sigue. Se acciona el freno por tensado a un apriete predeterminado que se basa en la extracción de corriente del motor eléctrico. El freno libera entonces una distancia de recorrido predeterminada del cable en la dirección de liberación, lo que resulta, por ejemplo, de un número predeterminado de rotaciones específicas del motor en el vehículo de la instalación. A medida que se gastan los frenos del vehículo, el motor simplemente da más vueltas cuando se tensa para compensar el recorrido adicional debido al desgaste de las zapatas de freno. El recorrido se ajusta automáticamente porque el motor gira hasta que la extracción de corriente alcanza el nivel predeterminado, independientemente del desgaste del freno, y, después de su liberación, la misma cantidad de recorrido produce la misma cantidad de flojedad del cable, independientemente de lo lejos que se haya desplazado el motor para alcanzar la tensión de aplicación del freno.

La distancia especificada recorrida se determina usando, por ejemplo, un sensor de Efecto Hall y una rueda fonocaptora magnética fijada al motor eléctrico, que proporciona información sobre el número de vueltas del motor. Estos números de vueltas se correlacionan entonces con una distancia recorrida por el mecanismo de tornillo. De este modo, se establece límites de control apropiados y se obtiene un autoajuste continuo.

La presente invención incluye un controlador variable localizado dentro del interior del vehículo para permitir al operario del vehículo controlar el módulo electrónico. Aunque se puede emplear cualquier dispositivo de control apropiado, en una realización de la presente invención el controlador comprende un dial indicador iluminado en el panel de instrumentos del vehículo que se conecta eléctricamente al módulo (véase figura 6). Al completarse un ciclo de aplicación del freno y únicamente si se ha alcanzado la corriente predeterminada (corte de corriente) antes mencionada, se conecta a tierra un pasador del conector en el controlador, de tal modo que se complete un circuito con el propósito de encender la luz de freno en el panel de instrumentos. Esta puesta a tierra no hace que se ilumine la luz con la llave del vehículo en la posición ``apagado''. Si durante un ciclo de aplicación del freno, no se consigue corriente de corte dentro de un periodo de tiempo predeterminado (por ejemplo, 5 segundos) del impulso de entrada del operario, el controlador impulsa la tierra al pasador de salida de la luz de freno para indicar un fallo del sistema de freno de aparcamiento (por ejemplo, impulso ``luz destelleante'' a una cadencia de dos impulsos por segundo). Si se aplica el sistema EPB con la llave del vehículo en la posición ``apagado'', el pasador de salida de la luz de freno del panel de instrumentos suministra la tierra necesaria para iluminar la luz de freno inmediatamente después de girar la llave del vehículo a la posición ``encendido''.

Independientemente del estado del sistema EPB o entrada del operario, la luz de freno del panel de instrumento no se ilumina con la llave del vehículo en la posición ``apagado'' en ningún momento. En una realización de la presente invención, se puede activar normalmente el sistema EPB para un ciclo de aplicación del freno y ello únicamente si, por ejemplo para vehículos equipados con transmisión automática, el selector de la relación de transmisión está en las posiciones ``aparcamiento'' o ``neutra'', independientemente del estado del interruptor y la llave de encendido del vehículo. En una realización de la presente invención, se puede desactivar el ciclo de aplicación del freno, independientemente de la entrada del operario o el estado del interruptor o llave de encendido del vehículo, en cualquier otra posición de selección de la relación de transmisión.

En una realización de la presente invención, con una entrada momentánea correspondiente procedente de un control de operario, tal como un interruptor, o el selector de la relación de transmisión, mientras se encuentra en el estado plenamente aplicado, el sistema EPB vuelve el cable a una distancia predeterminada, repetible normalmente dentro de +/- 0,200 pulgadas (5 mm), punto en el que el controlador abre la conexión a una tierra suministrada a la luz de freno del panel de instrumentos, rompiendo así el circuito y apagando la luz. El ciclo de retorno del sistema EPB se activa en cualquier momento después de completar un ciclo de aplicación, independientemente de la relación de transmisión seleccionada o la posición del interruptor de encendido. Si durante un ciclo de liberación, no se consigue el retorno del cable a la distancia predeterminada dentro de un periodo de tiempo predeterminada (por ejemplo, 5 segundos) el controlador impulsa la tierra suministrada al pasador de salida del freno a una cadencia predeterminada (por ejemplo, luz destelleante a 2 impulsos por segundo) para indicar un fallo del sistema de freno de aparcamiento.

En una realización de la presente invención, el controlador del sistema EPB ignora cualquier entrada de operario hasta que se completa el ciclo de aplicación o liberación en curso. En ningún momento durante el funcionamiento el sistema EPB extrae más de 35 amperios del sistema eléctrico del vehículo. El sistema EPB, en caso de fallo del sistema eléctrico del vehículo, conserva la habilidad para su liberación o aplicación manual.

En otra realización de la presente invención, se emplea el módulo de control electrónico antes mencionado para impulsar el freno de aparcamiento de las realizaciones precedentes, pero el módulo de control es de aplicabilidad universal, y puede usarse por tanto con otros sistemas de freno de aparcamiento aplicados por motor eléctrico. Cuando se opera tales frenos en un modo encendido/apagado (disponible en ``aparcamiento'' o ``neutra''), una señal ``encendido'' hace funcionar al motor hasta alcanzar una carga especificada, como se indica por la extracción de corriente del motor. Una señal ``apagado'' hace funcionar al motor en la dirección contraria hasta que se ha recorrido una distancia especificada, que debe ser indicada por la entrada adicional.

Un método económicamente ventajoso para realizar la medida de revoluciones del motor para liberación de acuerdo con una realización de la presente invención es contando impulsos de conmutación, pero esto puede ejecutarse también por otra entrada de detección. Una ventaja de medir las revoluciones del motor es que el engranaje de reducción se vuelve inevitablemente tan grande que la imprecisión en la medición de revoluciones del motor, tal como una cuenta caída en impulsos de conmutación, no tiene consecuencia práctica en la distancia de liberación. Sin embargo, este método de liberación del freno requiere aplicar el método en presencia de una condición conocida (por ejemplo, una posición en la que se alcanza la corriente de extracción predeterminada del motor).

La combinación de los dos ciclos precedentes produce un efecto de autoajuste. En general, se puede producir también este efecto por cualquier otro esquema de control usando diferentes criterios de aplicación y liberación. Este autoajuste es importante por una serie de razones, incluidas las siguientes: 1) este enfoque evita tanto la tirantez del freno como la flojedad del cable; 2) limita el margen de recorrido de respuesta al mínimo requerido, y por tanto se reduce el tiempo de respuesta del sistema, minimizando el tamaño del motor requerido para un funcionamiento aceptable; y 3) con respecto a la instalación, en esta realización el sistema es instalable con una cantidad sustancial de flojedad de cable para facilitar la conexión; después de la aplicación inicial, se elimina la flojedad y no se reintroduce al liberar el freno.

En el modo de control dinámico (disponible en cualquier mecanismo de arrastre) de una realización de la presente invención, se proporciona una entrada de posición variable (también llamada modulación del freno) por parte del conductor a través de un botón u otro dispositivo de control (por ejemplo, un interruptor similar a un interruptor de ventana eléctrica) y el motor es arrastrado a una posición correspondiente a esta entrada. De este modo, la fuerza de frenado es variable, si se desea, para efectuar una parada mientras se está desplazando el vehículo. Una realización de la presente invención incluye además el uso de una indicación de entrada de la velocidad del vehículo, usando métodos conocidos en la especialidad, de tal manera que este modo sólo esté disponible por encima de ciertas velocidades (por ejemplo, solo funciona cuando el vehículo se está desplazando a más de 5 mph). En esta realización, la aplicación del freno sólo se produce cuando el operario (por ejemplo, conductor) proporciona manualmente una entrada en el freno (es decir, el motor que aplica el freno solo funciona cuando el conductor, por ejemplo, está presionando el motor que produce la activación del freno). La liberación de la entrada vuelve automáticamente el freno a la posición no tensada en este modo.

Haciendo ahora referencia a las figuras, de acuerdo con una realización de la presente invención, la figura 1 ilustra un conjunto de motor eléctrico (tren de engranajes 1 que tiene un tornillo de línea roscado 2. Aunque, se puede emplear cualquier conjunto de motor eléctrico/tren de engranajes que sea apropiado. Se ha obtenido resultados deseables empleando los vendidos comercialmente por FASCO Controls of Eaton Rapids, Michigan, típicamente con el propósito de ajuste del asiento del automóvil. El tornillo de línea roscado externamente 2 es recibido dentro de los hilos internos de un árbol de arrastre 3. Una tuerca (no mostrada) es recalcada sobre el extremo del tubo de arrastre 3 para fijar el tubo de arrastre 3 sobre el tornillo de línea 2.

El conjunto de motor/tren de engranajes 1 se fija a un puntal 4 a través de un pasador de rodillo 5. El puntal 4 comprende una estructura de canal abierto que define uno o varios agujeros de montaje 6. Aunque las dimensiones del puntal son realizables a medida para una extensa gama de usos finales, en una realización el puntal tiene aproximadamente 270 mm de largo. El conjunto motor/tren de engranajes 1 se introduce dentro del puntal 4 vía una abertura rectangular 7. Agujeros u otros rasgos de fijación (no mostrados) en el conjunto de motor/engranaje 1 están alineados con agujeros 6 y un pasador de rodillo 5 se inserta a través de los agujeros 6 y los agujeros del motor, fijando así el conjunto de motor/engranaje 1 al puntal 4. En una realización de la presente invención, un pasador de rodillo 5 comprende un pasador de holgura nula que se aplica usando, por ejemplo, un ``Spirol Gun''. El pasador de rodillo y la pistola pueden conseguirse comercialmente de Spirol International Corporation of Danielson, Connecticut.

Un extremo de un cable metálico o cable toronado (no mostrado) se inserta a través de un agujero 8 definido en un capuchón de extremo 9 y el otro extremo del cable se fija al sistema de reacción de conducto anteriormente descrito (véase figura 9). El extremo del cable se fija al tubo de arrastre 3 por un rodillo 10, que define un agujero que es concéntrico con el rodillo 10. El extremo del cable incluye cualquier elemento de fijación apropiado, tal como un ojete, un racor recalcado, tensor de tornillo, o brida. Normalmente, el elemento de fijación comprende un racor de ojo recalcado unido al cable metálico o torón de cable. El elemento de fijación se localiza entre el tubo de arrastre 3 y el rodillo 10. El rodillo 10 y el elemento de fijación se fijan al exterior del tubo de arrastre 3 en el extremo del tubo 3 distal del tornillo de línea 2 o conjunto de motor/tren de engranajes 1. Un segundo rodillo/pasador de cable 11 es arrastrado a través del rodillo 10, el elemento de fijación del cable, y dentro del tubo de arrastre 3 en un agujero 12 que está formado perpendicularmente al eje longitudinal del tubo de arrastre 3. El capuchón de extremo 9 se fija al puntal 4 usando cualquier medio, en el que el cable es libre de moverse a través del agujero 10 y dentro del puntal 4. El movimiento del cable es determinado accionando el conjunto de motor/tren de engranaje 1, que es controlado por el módulo de control 13.

Aunque se puede emplear cualquier módulo de control apropiado, en una realización de la presente invención, el módulo incluye una salida producida por un sensor de Efecto Hall que se usa para determinar la posición rotacional del motor. La rotación del motor se usa, a su vez, para determinar una distancia de desplazamiento del tubo de arrastre 3 producida por la rotación del tornillo de línea 2. El módulo de control 13 se conecta eléctricamente al conjunto motor/tren de engranajes 1 por cualquier conector eléctrico apropiado convencional (por ejemplo, alambre).

La figura 2 ilustra los componentes mostrados en la figura 1 en una configuración ensamblada. En particular el conjunto motor/tren de engranajes se localiza dentro de una abertura 7 y se fija al puntal 4 a través del pasador de rodillo 5.

La figura 3 es una sección transversal tomada a lo largo de la línea ``A-A'' de la figura 2. La figura 3 ilustra el rodillo 10 fijado al tubo de arrastre 3 vía el pasador de rodillo 11. La figura 3 ilustra también un canal 14 definido a lo largo del eje longitudinal del puntal 4. El canal 14 define, controla, y soporta el recorrido del rodillo 10 a lo largo del puntal 4.

La figura 4 presenta otra vista de los componentes de la figura 1 en una configuración ensamblada (y una vista de la figura 2 rotada 90º con respecto al plano horizontal, como se muestra en la figura 2 y paralela al eje longitudinal del puntal 4). En particular, la figura 4 ilustra el conjunto motor/tren de engranajes 1 montado dentro del puntal 4. Agujeros de montaje 6 y 15 están definidos dentro del puntal 4 a cada lado del puntal 4. El agujero 6 se emplea para montar el conjunto motor/tren de engranajes dentro del puntal 4, y el agujero 15 se emplea para fijar el sistema EPB al vehículo. En una realización de la presente invención, el EPB se fija también al vehículo por agujeros 6a, que son definidos dentro del capuchón de extremo 9. La orientación de estos agujeros de montaje, así como fuerzas equilibradas dentro del EPB, reducen o distribuyen cualquier fuerza aplicada al vehículo cuando funciona el EPB.

La figura 5 es otra vista de los componentes de la figura 1 en una configuración ensamblada (y una vista de la figura 2 rotada 90º con respecto al plano horizontal, como se muestra en la figura 2 y a lo largo del eje longitudinal del puntal 4). En particular, la figura 5 presenta una vista del EPB desde el extremo que soporta el conjunto motor/tren de engranajes 1. La figura 5 ilustra mejor la relación entre el puntal 4, el pasador de rodillo 5, y el conjunto motor/tren de engranajes 1. La figura 6 es un diagrama de flujo esquemático que ilustra un sistema y dispositivo para el EPB de acuerdo con una realización de la presente invención. La figura 6 presenta el dispositivo de entrada del operario del vehículo 16, que puede incluir un interruptor para el freno de aparcamiento que tiene una posición aplicado (``aparcamiento'') 16a y otra liberado (``rls'') 16b. El dispositivo 16 se acopla al módulo de control 13, tal como por una conexión eléctrica. Como se ha descrito anteriormente, para aplicar el freno de aparcamiento cuando está aparcado el vehículo o no se mueve de otro modo por encima de una velocidad predeterminada, al recibir una entrada 16a, el módulo de control 13 aplica el EPB 17 (tal como se ha ilustrado en las figuras 2 y 4 hasta detectar una carga de corriente predeterminada). El EPB 17 se conecta a un sistema de reacción de conducto convencional 18 (por ejemplo, vía un torón de alambre o cable). El movimiento EPB 17, controlado y monitorizado por el módulo de control 13 y el dispositivo 16, hace que se ejerza una fuerza a través del sistema de reacción de conducto 18, lo que a su vez hace que las zapatas de freno se pongan en contacto con los tambores o discos de freno del sistema de freno 19. La energía para accionar el sistema y dispositivo de la presente invención es suministrada, por ejemplo, por una batería 20, tal como la batería del vehículo.

De forma similar, cuando se proporciona al dispositivo 16 una entrada para liberar 16b el freno, en respuesta a una señal procedente del módulo de control 13, el EPB 17 libera el freno 19 en una distancia determinada (por ejemplo aproximadamente 2 pulgadas) vía el sistema de reacción de conducto 18. En una realización de la presente invención, la distancia de desplazamiento, y por tanto el número de vueltas del motor para liberación, se hace a medida del vehículo en el que está instalado el sistema.

También como se ha descrito más arriba, si se desea, el dispositivo 16 puede emplearse igualmente para usar el EPB 17 como un freno de emergencia por rotación de un dial 16c para aplicar el EPB 17 de una manera intermitente o gradual en respuesta a la entrada procedente del operario.

Se puede emplear cualquier material y métodos convencionales apropiados para hacer los componentes anteriormente descritos. Aunque la descripción precedente pone énfasis en los sistemas de freno de aparcamiento para vehículos, el freno de la presente invención puede emplearse en una extensa gama de maquinas o dispositivos que tengan frenos de aparcamiento u otros dispositivos de prevención del movimiento. Además, el módulo de control puede encajarse o controlarse por cualquier sistema convencional o dispositivo, tal como por activación remota sin llave.

Como se muestra en las figuras 7 y 8, otra realización de la presente invención incluye un rasgo de autoajuste automático alternativo para el freno. Como se ha dicho anteriormente, un parámetro de ajuste de la presente invención es la cantidad de tensión residual en el cable cuando se libera: demasiada tensión residual producirá el tensado de los frenos; muy poca tensión residual afectará a los cables para moverse, creando ruido y posible desalineamiento durante la aplicación futura. En las realizaciones precedentes, se consigue el autoajuste logrando un posible desalineamiento durante la aplicación futura. En las realizaciones precedentes, se consigue el autoalineamiento alcanzando una tensión de referencia particular usando la extracción de corriente del motor, por ejemplo, y se consigue la liberación correcta de tensión liberando el freno una distancia predeterminada, o por inversión del motor.

La realización descrita en las figuras 7 y 8 se relaciona con el ajuste de tensión en caso de un entorno de funcionamiento en el que no se establece frecuentemente la posición totalmente aplicada (un ejemplo sería el uso del freno en conjunción con una transmisión manual, que no aplica automáticamente el freno). En este caso, se prefiere prever un mecanismo de control que establezca directamente la posición liberada correcta.

La realización de las figuras 7 y 8 tiene ventaja sobre la técnica anterior en caso de que el freno de aparcamiento sea accionado repetidamente en una condición parcialmente aplicada solamente. En esta situación, se establece el punto de referencia para el tensado infrecuentemente, y es necesario un mejor control para establecer ligeramente la posición de liberación.

Para establecer el control adicional para ajuste automático, esta realización de la presente invención incluye el uso de una combinación de interruptor y muelle junto con un control para parar e invertir el motor, de tal modo que se aplique al freno el límite de tensión correcto, y se consiga la distancia de liberación apropiada por inversión del motor.

La figura 7 presenta un ejemplo de un interruptor y otros componentes de acuerdo con esta realización. En la figura 7, un interruptor 30 en un soporte de plástico 30a está alojado dentro de una copa 31. El interruptor 30 se conecta al módulo de control (figura 6) para el control del motor vía el cableado 32. Un pasador de rodillo 33 está acoplado a la copa 31 para su conexión con el tubo de arrastre 3. El cable 35 incluye un botón 36 en el extremo del cable 35 para activar el interruptor 30. Cuando está ensamblado, el botón 36 y el extremo del cable 35 se localizan dentro de un soporte roscado a máquina 37, que, a su vez, se aloja dentro de la copa 31. También localizada dentro de la copa 31 hay una arandela separadora 32 que separa la primera mitad de la copa 31 conteniendo el interruptor 30 y una segunda mitad de la copa 31 conteniendo el soporte roscado a máquina 37, botón 36, y un muelle 38.

Durante el funcionamiento, de acuerdo con una realización de la presente invención, la tensión del muelle 38 entre la copa 31 y el soporte roscado a máquina 37 presiona el botón 36 contra el interruptor 30, lo que permite el funcionamiento del motor (véase figuras 1-5) y la aplicación de tensión al cable 35. Esta tensión en el cable 35 produce, a su vez, tensión en el freno (no mostrado) haciendo que se eche el freno. Una vez completamente echado, aumenta la tensión en el cable 35 de forma que se venza la fuerza de tensión en el muelle 38, y el muelle 38 se comprime. Esta compresión del muelle 38 hace que el botón 36 se separe del interruptor 30 haciendo así que se interrumpa del movimiento el motor.

El funcionamiento del sistema es posteriormente similar al de las otras realizaciones. Si el vehículo está en reposo cuando está echado el freno, el freno permanece completamente echado hasta que se libera el freno, después de lo cual el cable se mueve a una distancia predeterminada tal como por un número preestablecido de revoluciones del motor.

La figura 8 presenta una segunda realización del dispositivo interruptor de esta realización. Esta realización es prácticamente similar a la realización de la figura 7, pero el soporte de plástico 30a captura completamente el interruptor 30 para reducir la acumulación de tolerancias en la fabricación y el funcionamiento.

Otra realización de la presente invención incluye una disposición especializada de componentes para el freno, como se muestra en las figuras 9 y 10. Las realizaciones descritas más arriba incluyen cuatro componentes generales: 1) un interruptor o interruptores para determinar el intento del operario y otros parámetros; 2) un módulo de control electrónico que entrega energía eléctrica controlada; 3) una unidad de motor/engranaje que produce un movimiento lineal; y 4) un sistema de cable que transmite el movimiento lineal a los brazos del freno de aparcamiento de un sistema de frenado convencional. Las realizaciones de las figuras 9 y 10 se refieren específicamente a los dos últimos componentes.

Como se ha descrito en las realizaciones anteriores, una realización de la presente invención incluye una unidad de motor conteniendo un motor CC de imán permanente con una reducción de engranajes integral de dos etapas. La primera etapa consiste en una combinación de husillo/engranaje helicoidal y la segunda etapa consiste en un árbol roscado que gira dentro de un tubo roscado para producir el movimiento lineal requerido. En la presente realización, esta unidad está empaquetada dentro de un estuche que sirve de puntal de compresión de tal forma que el núcleo del cable pueda tensarse con respecto al conducto sin transmitir fuerza de reacción alguna a la estructura del vehículo. El cable mismo transmite la carga a los brazos de freno vía una cartela de reacción de conducto de una manera bien conocida, como se muestra además en la figura 9. En contraste, una realización que presenta un sistema de freno que no usa un sistema de reacción de conducto está representada en la figura 10.

Los componentes de la realización de la presente invención mostrada en la figura 9 incluyen una unidad de motor/engranaje para producir un movimiento lineal 50, un cable frontal 51, un primer punto de anclaje de conducto 52, un acoplador 53, una cartela de reacción 54, un segundo punto de anclaje de conducto 55, dos secciones de cable posterior 56, y los frenos posteriores 57, 58. La realización de la figura 10 es similar a la de la figura 9 pero no incluye un acoplador 53, una cartela de reacción 54, y solamente un segundo punto de anclaje de conducto 55, en vez de usar un ecualizador 60 y un segundo y tercer puntos de anclaje de conducto 61, 62.

Una realización de la presente invención optimiza pues el diseño, con propósitos de economía y facilidad de instalación del sistema descrito en las realizaciones anteriores, y es el resultado de una comparación de diversas alternativas diferentes para conseguir las metas de diseño. La lógica que hay tras el diseño de esta realización incluye las siguientes consideraciones. Para ser económicamente viable, un freno de aparcamiento eléctrico debe ser una sustitución para, no una adición a, un sistema impulsado manualmente. Hay que evitar un mecanismo adicional que mantiene y libera la carga, y estas funciones son ejecutadas haciendo uso del engranaje de reducción diseñado para que no pueda ser arrastrado en la dirección inversa.

Ahorro adicional de costes es inherente en la realización mostrada en la figura 9 por el hecho de que hay que aplicar fuerzas de frenado a las dos ruedas, y un motor y dos cables son generalmente más baratos que dos motores. Para minimizar el coste de los cables, en una realización de la presente invención, se localiza el motor lo más cerca posible de las ruedas traseras (frenadas). Además, se reduce los costes del motor usando un motor que no tenga que soportar cargas de choque de montarse sobre la rueda o un miembro de suspensión o el entorno de corrosión/abrasión de los bajos del vehículo.

De acuerdo con una realización de la presente invención, se monta el motor dentro de la parte trasera de la cabina del vehículo tal como, por ejemplo, en el maletero o área de la rueda de repuesto. En una realización de la presente invención, el motor es diseñado económicamente para funcionar a una alta velocidad, usando engranaje de reducción para obtener la fuerza o par necesarios, y ejecutándose la reducción en dos etapas para evitar una envuelta excesivamente grande.

En la realización mostrada en la figura 9, para aplicar la fuerza de frenado correctamente, se tira igualmente de los dos cables dentro del sistema de reacción de conducto. El cable es tensado ya sea por un tambor de rotación o sector, o por un actuador lineal en forma de tornillo de guía. En una realización, se selecciona el último por razones de coste y dimensiones de la envuelta. Además, una fijación de un solo cable proporciona la ventaja de un equilibrado más fácil de la carga por mantenimiento lineal de la carga.

Una ventaja adicional de esta realización es proporcionada por el uso de engranaje de reducción de dos etapas. Las limitaciones de velocidad y par del motor, carga a aplicar, diseño de rosca, y velocidad deseada de actuación son pues combinables de una manera que no es práctica en la técnica anterior. Una realización de la presente invención incluye también una etapa de engranaje de husillo adicional que permite el funcionamiento dentro de estas limitaciones.

Se ha descrito ahora realizaciones de la presente invención para alcanzar los objetivos precedentes. Se comprenderá que estos ejemplos son meramente ilustrativos de la invención. Muchas variaciones y modificaciones resultarán evidentes para los expertos en la materia.

Claims (25)

1. Controlador de freno para un vehículo que tiene un cable de freno (35) y freno (57, 58), en el que el cable de freno se conecta al freno de tal modo que la tensión del cable de freno efectúe la aplicación del freno, comprendiendo, en combinación: un motor eléctrico (1) que extrae corriente que varía cuando se aplica carga al motor eléctrico y que tiene un árbol de salida; un módulo de control (13) acoplado al motor eléctrico (1) para controlar el motor eléctrico, un conjunto de tren de engranajes conectado al árbol de salida del motor eléctrico, incluyendo el conjunto del tren de engranajes un tornillo de línea roscado (2); un tubo de arrastre (3) que tiene un primer extremo y un segundo extremo, teniendo el primer extremo del tubo de arrastre un racor roscado para recibir el tornillo de línea roscado (2) del conjunto de tren de engranajes, y teniendo el segundo extremo un punto de fijación para unir el cable de freno (35) al tubo de arrastre (3); un sensor de movimiento del cable para detectar una cantidad de cambio de posición del cable y acoplado al módulo de control (13); en el que el módulo de control (13) controla el motor eléctrico (11) de tal manera que el árbol de salida del motor eléctrico produzca el movimiento del conjunto del tren de engranajes, provocando de este modo la rotación del tornillo de línea roscado (2); en el que la rotación del tornillo de línea roscado (2) produce el movimiento lineal del tubo de arrastre (3) vía el racor roscado, y el movimiento del tubo de arrastre provoca el tensado y la liberación del cable de freno (35) respectivamente; y caracterizado porque un sensor de corriente para detectar la corriente del motor eléctrico (1) está dispuesto acoplado al módulo de control (13); el módulo de control (13) está dispuesto para detener el motor eléctrico (1) cuando la corriente del motor eléctrico alcanza un valor predeterminado con el fin de establecer una posición de aplicación del freno para el tubo de arrastre cuando se incrementa la tensión en el cable (35), el módulo de control (13) está dispuesto para detener el motor eléctrico cuando el cable mueve una cantidad predeterminada de cambio de posición cuando disminuye la tensión en el cable (35) para establecer una posición de liberación del freno para el tubo de arrastre (3) a una distancia fija a la posición de aplicación anterior del freno por lo que la localización del tubo de arrastre (3) en la posición de liberación del freno depende de la localización de la posición anterior de aplicación del freno y cambia en el tiempo cuando cambia la localización de la posición de aplicación del freno para autoajustar automáticamente la tensión residual en el cable de freno (35).

2. Controlador de freno según la reivindicación 1, en el que el controlador de freno es utilizable en una pluralidad de tipos de vehículo, el vehículo tiene un tipo, y en el que se ajusta de forma variable la cantidad predeterminada de cambio de posición del cable dependiendo del tipo de vehículo.

3. Controlador de freno según la reivindicación 1, en el que el sensor de movimiento del cable comprende un sensor de posición del árbol de salida, y en el que el módulo de control (13) determina la cantidad de cambio de posición en los cables en función de la rotación del árbol de salida.

4. Controlador de freno según la reivindicación 3, en el que el sensor del árbol de salida comprende un sensor de Efecto Hall.

5. Controlador de freno según la reivindicación 1, comprendiendo además un interruptor para activar el controlador del freno.

6. Controlador de freno según la reivindicación 5, comprendiendo además un sensor de velocidad del vehículo acoplado al módulo de control (13); y un comparador de velocidad para comparar la velocidad del vehículo a una velocidad predeterminada; en el que el interruptor es actuable de manera operativamente variable cuando la velocidad del vehículo es por lo menos la velocidad predeterminada, de tal modo que el movimiento del tubo de arrastre produzca el tensado del cable de freno únicamente durante la actuación operativa del interruptor, y en el que el freno es liberado por la cantidad predeterminada de cambio de posición del cable cuando termina la actuación operativa del interruptor.

7. Controlador de freno según la reivindicación 1, en el que el vehículo comprende además una transmisión que tiene una pluralidad de posiciones de transmisión, incluyendo dichas pluralidad de posiciones de transmisión una primera posición de transmisión, comprendiendo además el controlador de freno: un sensor de posición de transmisión conectado al módulo de control; en el que el freno se activa automáticamente cuando se pone la transmisión en la primera posición de transmisión.

8. Controlador de freno según la reivindicación 1, comprendiendo además un mecanismo de control variable acoplado al módulo de control (13), permitiendo el mecanismo de control variable la aplicación variable del freno.

9. Controlador de freno según la reivindicación 1, comprendiendo además un puntal (4) que incluye una estructura acanalada, siendo fijable el puntal al vehículo, en el que el motor eléctrico y conjunto de tren de engranajes (1) está unido al puntal, permitiendo el puntal un movimiento suave y el tensado uniforme del cable de freno.

10. Controlador de freno según la reivindicación 1, en el que el punto de fijación incluye un pasador de rodillo, y el pasador de rodillo distribuye uniformemente las fuerzas de carga sobre el controlador de freno producidas por la aplicación del freno.

11. Controlador de freno según la reivindicación 1, en el que el conjunto del tren de engranajes incluye una combinación de husillo sin fin/engranaje helicoidal para proporcionar la reducción de engranajes.

12. Controlador de freno según la reivindicación 1, en el que el módulo de control (13) se acopla al motor eléctrico (1) por un alambre para transmitir una señal desde el módulo de control al motor eléctrico.

13. Controlador de freno según la reivindicación 1, en el que el freno incluye un sistema de conducto de reacción para distribuir uniformemente la aplicación del freno usando un solo cordón para el cable de freno.

14. Controlador de freno según la reivindicación 1, en el que el conjunto de tren de engranajes incluye una reducción de engranajes integral de dos etapas, integral con/y directamente soportada por el motor eléctrico (1).

15. Controlador de freno según la reivindicación 14, en el que la reducción de engranajes integral de dos etapas comprende una combinación de husillo sin fin/engranaje helicoidal y un árbol roscado (2) que gira dentro de un árbol roscado.

16. Controlador de freno según la reivindicación 1, en el que el motor eléctrico (1) y el conjunto de tren de engranajes están contenidos dentro de una unidad autónoma, y el tornillo de línea (2) se extiende hacia fuera de la unidad autónoma.

17. Controlador de freno según la reivindicación 1, comprendiendo además: un sensor de tensión del cable.

18. Controlador de freno según la reivindicación 17, en el que el sensor de tensión del cable comprende además: un interruptor de activación, estando acoplado el interruptor de activación al módulo de control, de tal modo que el interruptor de activación efectúe el control del tensado del cable de freno; un botón para activar el interruptor de activación; un resistor de tensión para oponerse al tensado del cable, en el que el resistor de tensión se posiciona de tal modo que la activación del interruptor de activación por parte del botón se produzca de forma variable dependiendo del tensado del cable de freno.

19. Controlador de freno según la reivindicación 18, en el que el resistor de tensión tiene una resistencia de tensado máxima y en el que el resistor de tensión se posiciona de tal modo que el botón active continuamente el interruptor de activación hasta que el tensado del cable de freno rebase la resistencia máxima de tensado del resistor de tensión.

20. Controlador de freno según la reivindicación 1, comprendiendo además un sensor de posición acoplado al módulo de control para determinar el movimiento del cable de freno; en el que el módulo de control (13) controla el motor eléctrico (1) con el fin de accionar el motor eléctrico de tal modo que el motor eléctrico haga que el tensor del freno libere el freno; y en el que el freno es liberado por el movimiento del cable de freno, siendo determinado el movimiento del cable de freno usando el sensor de posición.

21. Controlador de freno según la reivindicación 20, en el que el motor eléctrico (1) hace que el tensor del freno libere el freno por funcionamiento en una dirección contraria desde una dirección de funcionamiento del motor durante el tensado del tensor del freno.

22. Controlador de freno según la reivindicación 20, comprendiendo además un sensor de tensión acoplado al módulo de control para determinar el tensado del cable de freno, determinando el sensor de tensión una tensión umbral; en el que el módulo de control controla el motor eléctrico (1) con el fin de que el motor eléctrico haga que el tensor del freno aplique el freno; y en el que el módulo de control (13) para el motor eléctrico (1) cuando el tensado del motor eléctrico alcanza la tensión umbral, determinándose el alcance de la tensión umbral usando el sensor de tensión.

23. Método para accionar un freno para un vehículo que tiene un controlador de freno, incluyendo el controlador de freno un motor eléctrico (1) que tiene una corriente, variando la corriente con una carga aplicada al motor eléctrico (1); un módulo de control (13) acoplado al motor eléctrico (1) para controlar el motor eléctrico; un sensor de posición acoplado al módulo de control (13) para determinar el movimiento del cable de freno (35), y un tensor de freno para tensar el cable de freno, estando conectado el tensor del freno al motor eléctrico; comprendiendo los pasos de: recibir una señal para aplicar el freno; controlando dicho módulo de control (13) el motor eléctrico (1) de tal forma que el motor eléctrico haga que el tensor del freno tense el cable de freno (35), en el que se tensa el cable de freno aplicando el freno; caracterizado porque el método comprende adicionalmente los pasos de parada del motor eléctrico (1) por el módulo de control (13) cuando la corriente del motor eléctrico, medida por medio de un sensor de corriente acoplado al módulo de control (13) alcanza un valor predeterminado para establecer una posición de aplicación del freno para el cable de freno; recibir una señal para liberar el freno; y el módulo de control (13) controla el motor eléctrico (1) de tal manera que el motor eléctrico produzca movimiento en el cable de freno (35); en el que se libera el freno por movimiento del cable de freno (35), siendo determinado el movimiento del cable de freno usando el sensor de posición, de tal forma que el movimiento del cable de freno sea igual a una distancia de movimiento predeterminada desde la posición de aplicación del freno; parando el módulo de control (13) el motor eléctrico (1) cuando el cable de freno se desplaza la distancia predeterminada desde la posición de aplicación del freno para establecer una posición de liberación del freno, en el que la localización del cable de freno en la posición de liberación del freno depende de la localización de la posición de aplicación del freno anterior y cambia con el tiempo cuando la localización de la posición de aplicación del freno cambia para autoajustar automáticamente la tensión residual en el cable de freno.

24. Método de instalación de una unidad de freno impulsada eléctricamente para un vehículo que tiene un cable de freno (35) y freno (57, 58), en el que el cable de freno (35) está conectado al freno de tal modo que el tensado del cable de freno efectúe la aplicación del freno; y en el que la unidad de freno impulsada eléctricamente incluye un iniciador de freno para iniciar la aplicación del freno; un controlador del freno; un motor eléctrico (1) que tiene una corriente, variando la corriente con una carga aplicada al motor eléctrico; un módulo de control (13) acoplado al motor eléctrico (1) para controlar el motor eléctrico; un sensor de corriente para detectar la corriente del motor eléctrico, estando acoplado el sensor de corriente al módulo de control (13); un sensor de posición está acoplado al módulo de control para determinar el movimiento del cable de freno (34); y un tensor de freno conectado al motor eléctrico, el tensor de freno para tensar el cable de freno; comprendiendo: la fijación de la unidad de freno impulsado eléctricamente al motor; la conexión del cable de freno (35) al tensor del freno, y la iniciación de la aplicación del freno usando el iniciador del freno; en el que al iniciar la aplicación del freno, el módulo de control (13) controla el motor eléctrico (1) de tal forma que funcione el motor eléctrico y el funcionamiento del motor eléctrico hace que el tensor del freno tense el cable de freno (35), en el que se tensa el cable de freno aplicando el freno; parando el módulo de control (13) el motor eléctrico (1) cuando la corriente del motor eléctrico alcanza un valor predeterminado para establecer una posición de aplicación del freno para el cable de freno; y en el que el módulo de control controla el motor eléctrico de tal modo que el motor eléctrico produzca el movimiento en el cable de freno; en el que se libera el freno por el movimiento del cable de freno (35); y en el que se determina el movimiento del cable de freno usando el sensor de posición, de tal modo que el movimiento del cable del freno sea igual a una distancia de movimiento predeterminada desde la posición de aplicación del freno, parando el módulo de control (13) el motor eléctrico (1) cuando el cable de freno se desplaza la distancia predeterminada desde la posición de aplicación del freno para establecer una posición de liberación del freno, en el que la localización del cable de freno (35) en la posición de liberación del freno depende de la localización de la posición de aplicación del freno anterior y cambia con el tiempo cuando la localización de la posición de aplicación del freno cambia para autoajustar automáticamente la tensión residual en el cable de freno.

25. Método según la reivindicación 24, en el que el iniciador del freno comprende un interruptor, siendo accionable el interruptor por un usuario.