ES2222143T3 - Sistema de mando para la distribucion variable del par de giro en un vehiculo con traccion a las cuatro ruedas. - Google Patents
Sistema de mando para la distribucion variable del par de giro en un vehiculo con traccion a las cuatro ruedas.Info
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Abstract
Sistema de mando para la distribución variable del par de giro en un vehículo de tracción a las cuatro ruedas con un sistema de regulación de frenado mediante el cual es posible una aplicación del freno selectiva por ruedas, caracterizado porque está previsto un bloqueo longitudinal no variable (1) con una relación prefijada de distribución del par de giro y porque, cuando no está presente patinamiento alguno, se realiza, para variar la relación de distribución del par de giro entre las ruedas (4, 5) del eje trasero (3) y las ruedas (6, 7) del eje delantero (2), una aplicación simétrica del freno en las ruedas (6, 7) del eje (2), cuya proporción de transmisión del par de giro deberá reducirse en relación con la del otro eje (3).
Description
Sistema de mando para la distribución variable
del par de giro en un vehículo con tracción a las cuatro
ruedas.
La invención se refiere a un sistema de mando
para la transmisión variable del par de giro en un vehículo con
tracción a las cuatro ruedas según el preámbulo de la reivindicación
1.
Un sistema de mando de esta clase se encuentra
descrito, por ejemplo, en el documento DE 40 02 821 A1. Por
consiguiente, es conocido un dispositivo de distribución del par de
giro para variar la relación de distribución del par de giro entre
las ruedas delanteras y traseras mediante un control correspondiente
de un embrague de fricción como bloqueo longitudinal. Mediante la
fijación de una relación de distribución del par de giro se puede
influir considerablemente tanto en el comportamiento de marcha como
en la tracción de un vehículo. Un sistema de mando semejante es
conocido también por el documento EP 0 911 205 A2. Sin embargo, los
embragues controlables como bloqueos longitudinales son complicados,
pesados y caros.
Asimismo, se conoce por el documento EP 0 574 962
un sistema de mando para la distribución variable del par de giro en
un vehículo con tracción a las cuatro ruedas dotado de un sistema
de regulación de frenado mediante el cual es posible una aplicación
del freno selectiva por ruedas, estando previsto un bloqueo
longitudinal no variable (1) con una relación prefijada de
distribución del par de giro (TBR-VG = 3) y
realizándose, cuando se presenta un patinamiento, para variar la
relación de distribución del par de giro entre las ruedas (4, 5)
del eje trasero (3) y las ruedas (6, 7) del eje delantero (2), una
aplicación del freno a las ruedas (6, 7) del eje (2), cuya
proporción de transmisión del par de giro deberá ser reducida con
relación al otro eje (3).
Asimismo, se conoce por el documento DE 40 02 821
A1 el recurso de ejecutar en un vehículo con tracción a las cuatro
ruedas una aplicación selectiva del freno a una rueda en la que se
presenta patinamiento. De este modo, tiene lugar una regulación de
la estabilidad únicamente cuando se ha presentado ya una
inestabilidad. El problema se resuelve aquí debido a que la
velocidad del vehículo de referencia para reconocer una rueda de
tracción patinando no puede calcularse de la manera usual sobre la
base de las velocidades periféricas de las ruedas no
accionadas.
Asimismo, el empleo de altas relaciones de
transmisión de par de giro (Torque Bias Ratios TBR =
Torque_high/Torque_ low) significa problemas en el cálculo de la
velocidad de referencia para sistemas de regulación de patinamiento,
pero también fuertes tensiones de deformación en la línea de
tracción durante el recorrido de curvas.
El cometido de la invención consiste en mejorar
un sistema de mando para variar la relación de transmisión del par
de giro de la clase citada al principio en lo que se refiere a la
seguridad, los costes y el espacio de montaje.
Este problema se resuelve con las características
de la reivindicación 1. Perfeccionamientos ventajosos de la
invención son los objetos de las reivindicaciones subordinadas.
Según la invención, en un sistema de mando para
la distribución variable del par de giro en un vehículo con
tracción a las cuatro ruedas dotado de un sistema de regulación de
frenado mediante el cual es posible una aplicación del freno
selectiva por ruedas, se prevé un bloqueo longitudinal no variable
con una relación prefijada de distribución del par de giro. Para
variar la relación de distribución del par de giro se realiza en las
ruedas del eje cuya proporción de transmisión del par de giro
deberá reducirse con relación al otro eje una aplicación simétrica
del freno cuando no se presente patinamiento.
Los sistemas de regulación del freno para
aplicaciones del freno selectivas por ruedas son conocidos
especialmente como combinaciones de sistemas antibloqueo,
antipatinamiento y de regulación de la dinámica de marcha. Una
aplicación simétrica del freno significa que en ambas ruedas del
eje cuya proporción de transmisión del par de giro deberá reducirse
con relación a la proporción de transmisión del par de giro del
otro eje se aplica el mismo par de frenado.
Debido a la aplicación adaptable del freno sin
situación de patinamiento, se pueden conseguir las ventajas de una
relación variable de transmisión del par de giro de tal manera que
ya antes de que se presente una inestabilidad se incrementa la
estabilidad de conformidad con los requisitos para diferentes
estados de accionamiento. Por ejemplo, se aumenta la proporción de
transmisión del par de giro en las ruedas del eje trasero durante
la puesta en marcha o la proporción de transmisión del par de giro
en las ruedas del eje delantero durante el recorrido de curvas. Sin
embargo, el ajuste de la relación de transmisión del par de giro no
se materializa exclusivamente por las aplicaciones del freno, ya
que, debido a la regulación constante, se pueden producir ruidos
demasiado grandes y tensiones de deformación demasiado grandes de
la línea de accionamiento. Mediante el empleo fundamental de un
bloqueo longitudinal sencillo con una relación base fija
predominantemente necesaria de la transmisión del par de giro se
eliminan estos inconvenientes. La variación de la relación de
transmisión del par de giro por la aplicación del freno se realiza
en caso necesario, por ejemplo, en función del ángulo de dirección,
la carga de las ruedas, el coeficiente de rozamiento en las
distintas ruedas, el ángulo de guiñada, la velocidad angular de
guiñada, el ángulo de flotación, la aceleración transversal, la
pendiente de subida o la pendiente de bajada y otros parámetros de
funcionamiento existentes de todos modos y que describen el estado
de marcha momentáneo.
En una primera alternativa según un
perfeccionamiento ventajoso de la invención se incrementa
automáticamente el par del motor en la cuantía que corresponde al
par de frenado total de la aplicación del freno para no obtener
ninguna reducción del par de tracción total.
En una segunda alternativa, según un
perfeccionamiento ventajoso de la invención, el conductor recibe
una recomendación preferiblemente óptica, acústica o táctil de
incrementar el par del motor hasta que se haya alcanzado un aumento
del par del motor por la maniobra correspondiente del pedal del
acelerador en la cuantía que corresponde al momento de frenado
total de la aplicación del freno. Si un conductor no desea un
incremento automático del par del motor, puede decidir así por sí
mismo si considera necesario un aumento del par del motor.
En el dibujo se ha representado un ejemplo de
ejecución de la invención. Muestran para los mismos coeficientes de
rozamiento momentáneamente posibles en las respectivas ruedas:
la figura 1, un vehículo con tracción a las
cuatro ruedas sin aplicación del freno, que presenta un bloqueo
longitudinal que está diseñado para el ajuste fijo de una relación
relativamente pequeña de transmisión del par de giro,
la figura 2, un vehículo con tracción a las
cuatro ruedas sin aplicación del freno, que presenta un bloqueo
longitudinal que está diseñado para el ajuste fijo de una relación
relativamente grande de transmisión del par de giro, y
la figura 3, un vehículo de tracción a las cuatro
ruedas con aplicación del freno, que presenta un bloqueo
longitudinal mostrado en la figura 1.
En cada una de las figuras 1 a 3 se representa un
vehículo de tracción a las cuatro ruedas con un bloqueo
longitudinal 1 fijo, es decir, no variable, con sendos
diferenciales para el eje delantero 2 y el eje trasero 3, así como
con ruedas 4, 5, 6 y 7. Por razones de simplificación, se parte
aquí de diferenciales abiertos (VAG = 1 y HAG = 1).
Las ruedas 6 y 7 del eje delantero 2 deberán
presentar cada una de ellas, por ejemplo, un coeficiente de
rozamiento momentáneamente posible de \mu = 0,1; es decir, no se
presenta aún un patinamiento que deba regularse. Las ruedas 4 y 5
del eje trasero 3 deberán presentar cada una de ellas, por ejemplo,
un coeficiente de rozamiento momentáneamente posible de
\mu = 1. Todos los pares se indican de manera normalizada en correspondencia con los coeficientes de rozamiento entre 0 y 1.
\mu = 1. Todos los pares se indican de manera normalizada en correspondencia con los coeficientes de rozamiento entre 0 y 1.
En la figura 1 el bloqueo longitudinal 1 está
diseñado para una relación base fija de transmisión del par de giro
TBR-VG = 3. Es decir, las ruedas 4 y 5 del eje
trasero 3 transmiten sin aplicación del freno el triple del par de
tracción M-Tracción, referido al par de tracción
M-Tracción en las ruedas 6 y 7 del eje delantero 2.
Por tanto, al presentarse la relación fija de transmisión del par
de giro TBR-VG = 3 en las ruedas 4 y 5 del eje
trasero 3, se tiene que, para un coeficiente de rozamiento de \mu
= 0,1 o un par de tracción máximo posible
M-Tracción = 0,1 en cada una de las ruedas 6 y 7 del
eje trasero 2, se puede transmitir cada vez solamente un par de
tracción de M-Tracción = 0,3. El par de giro total
que ha de ser aplicado por el motor de combustión interna es aquí
M-Motor = 0,8 y se compone de la suma
(\muTrac-Real) de los pares de tracción
M-Tracción en todas las ruedas 4, 5, 6 y 7. En la
figura 1 está excluida la aplicación del freno (Freno = No). No se
presentan pares de frenado (M-Freno = 0).
Si se ajustara una relación más alta de
transmisión del par de giro TBR-VG, se podría
alcanzar, a consecuencia del coeficiente de rozamiento máximo
posible \mu = 1 en cada una de las ruedas 4 y 5, un par de
tracción de hasta M-Tracción = 1,0. Este par de
tracción máximo posible de M-Tracción = 1,0 podría
conseguirse para los coeficientes de rozamiento indicados \mu sin
aplicación del freno mediante un bloqueo longitudinal 1 con una
relación de transmisión del par de giro de TBR-VG =
10. Este caso está representado en la figura 2. Sin embargo, una
relación base de transmisión del par de giro de esta clase sería
demasiado alta para la mayoría de los estados de marcha. Un bloqueo
longitudinal con relación variable de la transmisión del par de giro
es demasiado complicado y costoso.
En la figura 3 se ilustra la invención. El
vehículo presenta aquí, además, un aparato de mando 8 como parte de
un sistema de regulación de frenado mediante el cual es posible una
aplicación del freno selectiva por ruedas. A este fin, el aparato de
mando 8 está unido con los actuadores de freno no representados
aquí de las ruedas 4, 5, 6 y 7. El aparato de mando 8 presenta
preferiblemente entradas de señal para captar parámetros de
funcionamiento (por ejemplo, ángulo de dirección, aceleración,
ángulo de guiñada, etc.) que reproducen el respectivo estado de
marcha. En particular, en el aparato de mando 8 se captan los
coeficientes de rozamiento momentáneamente posibles \mu. Además,
en el aparato de mando 8 es conocida la relación de transmisión de
par de giro TBR-VG = 3 transmisible a través del
bloqueo longitudinal 1. En el aparato de mando 8 están integradas
preferiblemente las funciones necesarias para el sistema de control
de la distribución variable del par de
giro.
giro.
En el presente ejemplo el par de tracción
M-Tracción = 1,0 posible como máximo a consecuencia
de los presentes coeficientes de rozamiento \mu en cada una de
las ruedas 4 y 5 deberá conseguirse, a pesar de un bloqueo
longitudinal 1 con una relación base de transmisión de par de giro
de solamente TBR-VG = 3, por medio de la aplicación
simétrica del freno según la invención. Condición previa para ello
es que no se presente ningún patinamiento (patinamiento: \mu
\approx 0) en el sentido de que tenga que entrar en acción una
regulación antibloqueo, antipatinamiento y/o de la dinámica de
marcha. Esta última regulación tiene una mayor prioridad frente al
sistema de mando de acuerdo con la invención, puesto que se
presenta entonces ya una inestabilidad.
En el ejemplo según la figura 3 se calcula
primero según la invención, conforme a los coeficientes de
rozamiento \mu, el par de tracción total máximo posible
\muTrac-Th. Este par de tracción total es la suma
de los pares de tracción máximos posibles
M-Tracción que pueden ser transmitidos a través de
las ruedas 4, 5, 6 y 7; es decir, 0,1 + 0,1 + 1 + 1 = 2,2. Sin
embargo, se transmite en realidad sin aplicación del freno
únicamente un par de tracción total \muTrac-Real
de 0,1 + 0,1 + 0,3 + 0,3 = 0,8 (véase la figura 1). Este par
diferencial de 1,4 tiene que ser compensado por el par de frenado
total (M-Freno Adelante izquierda y
M-Freno Adelante derecha) de la aplicación simétrica
del freno. A este fin, se aplica a las ruedas 6 y 7 del eje
delantero 2 el mismo par de frenado M-Freno. Ha de
tener en cuenta a este respecto que este par de frenado repercute de
manera correspondiente a la relación de distribución del par de
giro TBR-VG = 3; es decir que en el presente caso
el par de frenado total necesario es solamente 1/3 del par
diferencial. Por tanto, el respectivo par de frenado a aplicar a
cada una de las ruedas 6 y 7 del eje delantero 2 es aproximadamente
M-Freno = 0,233. Debido a esta aplicación simétrica
del freno se varía la relación de transmisión del par de giro del
mismo modo que sí estuviera presente, sin aplicación del freno, un
bloqueo longitudinal 1 con una relación de transmisión del par de
giro de
TBR-VG = 10.
TBR-VG = 10.
El par del motor M-Motor o el par
de giro del motor de combustión interna tiene que incrementarse aquí
ventajosamente por la maniobra correspondiente del pedal del
acelerador o bien automáticamente en la cuantía de 0,467, que
corresponde al par de frenado total de la aplicación del freno,
para no producir reducción alguna del par de tracción total
\muTrac-Real.
Como complemento, se consigna que en el presente
ejemplo de ejecución solamente se emplean, por motivos de
simplificación, coeficientes de rozamiento \mu simétricos
respecto del eje longitudinal. Sin embargo, la aplicación simétrica
del freno se realiza también cuando los coeficientes de rozamiento
\mu son asimétricos con respecto al eje longitudinal.
Claims (3)
1. Sistema de mando para la distribución variable
del par de giro en un vehículo de tracción a las cuatro ruedas con
un sistema de regulación de frenado mediante el cual es posible una
aplicación del freno selectiva por ruedas, caracterizado
porque está previsto un bloqueo longitudinal no variable (1) con
una relación prefijada de distribución del par de giro y porque,
cuando no está presente patinamiento alguno, se realiza, para
variar la relación de distribución del par de giro entre las ruedas
(4, 5) del eje trasero (3) y las ruedas (6, 7) del eje delantero
(2), una aplicación simétrica del freno en las ruedas (6, 7) del
eje (2), cuya proporción de transmisión del par de giro deberá
reducirse en relación con la del otro eje (3).
2. Sistema de mando según la reivindicación 1,
caracterizado porque el par del motor se incrementa
automáticamente en una cuantía que corresponde al par de frenado
total de la aplicación del freno.
3. Sistema de mando según la reivindicación 1,
caracterizado porque el conductor recibe una recomendación
de incrementar el par del motor hasta que se alcance un aumento de
dicho par por la maniobra correspondiente del pedal del acelerador
en una cuantía que corresponda al par de frenado total de la
aplicación del freno.
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