ES2247381T3 - Procedimiento de calibracion de un servomotor de asistencia al frenado. - Google Patents

Abstract

Procedimiento de calibración de un servomotor neumático de asistencia para un circuito de frenado de vehículo automóvil, comprendiendo este servomotor (14) una cámara de depresión (24) destinada a estar unida a una fuente de depresión, y una cámara de trabajo (26) destinada a ser unida selectivamente a la cámara de depresión o a la atmósfera ambiente, estando estas dos cámaras separadas entre sí por un tabique móvil que lleva un pistón axial de accionamiento de un cilindro principal hidráulico (16), caracterizado porque consiste en medir y registrar, para una depresión predeterminada en la cámara de depresión (24), las coordenadas de varios puntos de una curva característica de funcionamiento del servomotor en un sistema de referencia ortogonal de ejes que representan un parámetro de entrada del servomotor y un parámetro de salida del servomotor, estando situados estos puntos de funcionamiento más allá de una fase de salto y a una y otra parte de un punto de saturación en la citada curva defuncionamiento.

Description

Procedimiento de calibración de un servomotor de asistencia al frenado.

La invención se refiere a un procedimiento de calibración de un servomotor neumático de asistencia para un circuito de frenado de vehículo automóvil.

El servomotor neumático de asistencia de un circuito de frenado para vehículo automóvil está asociado a un cilindro principal hidráulico para amplificar el esfuerzo ejercido sobre un pedal de freno por el conductor de un vehículo y transmitir este esfuerzo amplificado al pistón del cilindro principal para generar una presión hidráulica de apriete de los frenos del vehículo.

El servomotor comprende dos cámaras que están separadas de modo estanco por un tabique móvil que lleva un pistón axial que actúa sobre el pistón del cilindro principal, siendo una de las cámaras una cámara de depresión unida a una fuente de depresión tal como el colector de admisión del motor del vehículo, y siendo la otra cámara una cámara de trabajo que, en reposo, está unida a la cámara de depresión y que, durante el frenado, está aislada de esta cámara de depresión y unida a la atmósfera ambiente bajo el mando del pedal de freno accionado por el conductor.

En funcionamiento, el servomotor amplifica el esfuerzo aplicado al pedal de modo proporcional a la diferencia de presión entre las dos cámaras, siendo la amplificación máxima cuando la presión en la cámara de trabajo se hace igual a la presión atmosférica, estando el servomotor, entonces, en un punto de saturación. Más allá de este punto, el esfuerzo aplicado al pedal ya no es amplificado por el servomotor.

Se ha propuesto ya facilitar, más allá de este punto, un complemento de asistencia al frenado que se obtiene por otros medios, tales como, por ejemplo, una bomba hidráulica, cuyo funcionamiento se traduce en un aumento de la presión hidráulica de apriete de los frenos. Para que este cambio de asistencia no sea perceptible por el conductor, es preciso que la asistencia facilitada por los medios de complemento de asistencia al principio de su funcionamiento sea sensiblemente la misma que la facilitada por el servomotor en el punto de saturación, lo que obliga a determinar el punto de saturación del servomotor con una precisión suficiente. El documento EP 0 487 938 A divulga el preámbulo de la reivindicación 1.

En la técnica conocida, se determina una curva característica de saturación de un servomotor neumático de asistencia a partir del dimensionamiento de este servomotor. Sin embargo, en razón de la propia naturaleza de los servomotores y de su fabricación, se constata una dispersión relativamente importante de las curvas reales de saturación de los servomotores con respecto a la curva teórica, pudiendo llegar esta diferencia a 4 bares en lo que concierne a la presión de salida del cilindro principal, lo que está lejos de ser despreciable y es completamente perceptible por el conductor del vehículo que aplica un esfuerzo en el pedal de freno.

La presente invención tiene por objeto, especialmente, evitar este inconveniente.

Con este objeto, ésta propone un procedimiento que permita determinar con precisión la curva de saturación de un servomotor neumático de asistencia de un circuito de frenado, especialmente, de modo que pueda aportarse un complemento de asistencia al frenado sin que esta aportación sea perceptible por el conductor del vehículo.

Con este objeto, ésta propone un procedimiento de calibración de un servomotor neumático de asistencia, comprendiendo este servomotor una cámara de depresión destinada a estar unida a una fuente de depresión y una cámara de trabajo destinada a ser unida selectivamente a la cámara de depresión o a la atmósfera ambiente, estando estas dos cámaras separadas entre sí por un tabique móvil que lleva un pistón axial de accionamiento de un cilindro principal hidráulico, caracterizado porque consiste en medir y registrar para una depresión predeterminada en la cámara de depresión, las coordenadas de varios puntos de una curva característica de funcionamiento del servomotor en un sistema de referencia ortogonal de ejes que representan un parámetro de entrada del servomotor y un parámetro de salida del servomotor o del cilindro principal asociado al servomotor, estando situados estos puntos de funcionamiento más allá de una fase de salto y a una y otra parte de un punto de saturación en la citada curva de funcionamiento.

Esta medición y este registro pueden realizarse en un banco de medición relativamente simple, instalado, por ejemplo, a la salida de una cadena de fabricación de servomotores o en una cadena de montaje de los servomotores en los vehículos automóviles. Los puntos de funcionamiento cuyas coordenadas son medidas y registradas, permiten determinar de modo automático, utilizando medios de tratamiento de la información, toda la curva característica de funcionamiento del servomotor para un valor predeterminado de la depresión en la cámara de depresión del servomotor.

Ventajosamente, los parámetros medidos y registrados son magnitudes físicas que están disponibles y son medibles en un vehículo automóvil equipado con el citado servomotor y con el citado cilindro principal.

Preferentemente, el parámetro de entrada antes citado es la depresión en la cámara de trabajo del servomotor y el parámetro de salida es la fuerza de salida del servomotor o la presión hidráulica de salida del cilindro principal asociado al servomotor.

Ventajosamente, para medir y registrar los valores de estos parámetros, pueden utilizarse captadores de los que están equipados normalmente el servomotor y el cilindro principal.

Se puede, así, medir y registrar, especialmente, los valores de los parámetros de entrada y de salida para dos puntos de la curva característica que estén situados entre la fase de salto y el punto de saturación y para otros dos puntos que estén situados más allá del punto de saturación.

Esto permite calcular con precisión la posición del punto de saturación en esta curva característica de funcionamiento.

A continuación, se puede determinar de modo preciso la curva característica de saturación del servomotor y utilizar esta curva para mandar con precisión funciones evolucionadas, especialmente, de asistencia al frenado, de vigilancia del funcionamiento o de envejecimiento del servomotor, etc.

La invención se comprenderá mejor, y otras características, detalles y ventajas de ésta se pondrán de manifiesto de modo más claro, con la lectura de la descripción que sigue, hecha a título de ejemplo, refiriéndose a los dibujos anejos, en los cuales:

- la figura 1 es una vista esquemática parcial de un circuito de frenado para vehículo automóvil al cual es aplicable la invención;

- la figura 2 es un gráfico que representa una red de curvas de variación de la presión hidráulica a la salida del cilindro principal en función del esfuerzo en el pedal;

- la figura 3 es un gráfico que representa la curva característica de saturación del servomotor neumático de asistencia y una curva de frenado.

El circuito de frenado para vehículo automóvil representado esquemáticamente en la figura 1, comprende un pedal de freno 10 unido por un vástago de mando 12 a un pistón axial de un servomotor neumático 14 de asistencia asociado a un cilindro principal hidráulico 16, que es alimentado de líquido de freno por un depósito 18, cuyas salidas 20 están unidas a medios 22 de frenado de las ruedas del vehículo.

El servomotor 14 comprende una cámara delantera o cámara de depresión 24 que está unida a una fuente de depresión, tal como, por ejemplo, el colector de admisión del motor de combustión interna del vehículo, y una cámara trasera 26 o cámara de trabajo, que, selectivamente, es unida a la cámara de depresión 24 o es puesta en comunicación con la atmósfera ambiente, estando separadas estas dos cámaras entre sí de modo estanco por un tabique móvil cuya parte central lleva el pistón axial del servomotor 14. El vástago de mando 12 unido al pedal de freno 10 actúa sobre el pistón axial del servomotor que, a su vez, actúa sobre el pistón del cilindro principal 16.

En las cámaras 24 y 26 del servomotor 14 están montados captadores de presión 28 y en una salida 20 del cilindro principal 16 está montado un captador de presión hidráulica 30, produciendo los captadores 28 y 30, respectivamente, señales de salida Pfc que representa la presión en la cámara delantera 24 del cilindro principal 14, Prc que representa la presión en la cámara de trabajo 26 y Pmc que representa la presión hidráulica a la salida del cilindro principal, siendo aplicadas estas señales a entradas de medios 32 de tratamiento de la información que son programados para mandar, si es necesario, medios de aumento de la presión hidráulica a los medios de frenado 22, siendo estos medios tales como una bomba hidráulica que, por ejemplo, forma parte de un circuito de tipo ABS o ESP.

Cuando el conductor presiona el pedal de freno 10, la cámara de trabajo 26 que hasta ahora estaba unida a la cámara de depresión 24, es aislada de ésta y puesta en comunicación con la atmósfera ambiente de modo que la presión aumenta progresivamente en la cámara de trabajo 26, estando la presión en la cámara 24 a un valor inferior a la presión atmosférica y, por ejemplo, igual a la depresión en el colector de admisión del motor de combustión interna del vehículo.

La diferencia de presión entre la cámaras 24 y 26 del servomotor 14 amplifica el esfuerzo que es transmitido por el vástago de mando 12 al pistón del servomotor de modo que el esfuerzo aplicado al pistón primario del cilindro principal 16 es igual al esfuerzo aplicado al vástago de mando 12 multiplicado por un coeficiente de amplificación proporcional a la diferencia de presión entre las dos cámaras del servomotor. Cuando la presión en la cámara de trabajo 26 se hace igual a la presión atmosférica, la amplificación por el servomotor es máxima y se dice, entonces, que este servomotor está saturado.

Si a continuación hay que facilitar todavía una asistencia al frenado, esta asistencia complementaria es generada por un aumento de la presión hidráulica en los medios de frenado 22, resultante del funcionamiento de la bomba antes citada mandada por los medios 32.

Es importante que el paso de la asistencia facilitada por el servomotor 14 a la asistencia facilitada por medios complementarios no sea perceptible por el conductor del vehículo que ejerce un esfuerzo de frenado sobre el pedal 10. En efecto, esta percepción podría ser interpretada por el conductor como un defecto del sistema de frenado y podría llevarlo a relajar el esfuerzo que éste aplica al pedal 10, con las consecuencias que se pueden imaginar.

Para evitar esto, es preciso que la asistencia facilitada por los medios complementarios al principio de su funcionamiento corresponda a la asistencia facilitada por el servomotor 14 en el punto de saturación, lo que implica conocer este punto de saturación con una cierta precisión.

Con este objeto, la invención prevé medir y registrar algunos puntos de una curva de funcionamiento del servomotor 14, realizándose, ventajosamente, esta medición y este registro en fábrica, al final de la fabricación del servomotor o durante su montaje en un vehículo automóvil.

En la figura 2 está representada esquemáticamente una red de curvas de funcionamiento de un servomotor 14, ilustrando estas curvas de funcionamiento la variación de la presión hidráulica Pmc a la salida del cilindro principal 16 asociado al servomotor 14, en función del esfuerzo de entrada Fe que es aplicado por el vástago de mando 12 al pistón axial del servomotor 14, en función, igualmente, de la depresión que reina en la cámara 24 del servomotor.

La red de curvas C1, C2 y C3 de la figura 2 se ha trazado para depresiones en la cámara 24 iguales a 800, 600 y 400 milibares, respectivamente, comprendiendo cada curva una primera parte 34 denominada fase de salto, una segunda parte 36 de amplificación del esfuerzo de entrada Fe por el servomotor 14 en función de la depresión en la cámara delantera 24, y una tercera parte 38 correspondiente al funcionamiento cuando el servomotor 14 está saturado. En esta tercera parte 38, la amplificación del esfuerzo de entrada Fe es debida al dimensionamiento del cilindro principal 16 y corresponde a una relación de secciones diferente de 1.

En cada curva, el punto de saturación S1, S2, S3, respectivamente, está determinado por la intersección de la segunda y la tercera parte 36, 38 de la curva.

En la saturación, la presión en la cámara de trabajo 26 es igual a la presión atmosférica y la diferencia de presión entre las dos cámaras 24 y 26 es igual a la depresión en la cámara de depresión 24. En la figura 2 pueden visualizarse, por tanto, los valores de esta depresión en un eje Pfc paralelo al eje de ordenadas Pmc, prolongando las terceras partes 38 de las curvas C1, C2 y C3, como está representado en líneas de puntos.

La invención propone determinar y registrar para cada servomotor 14 una curva de funcionamiento para un valor determinado de la depresión en la cámara 24, por ejemplo de 800 milibares, lo que corresponde a la curva C1 de la figura 2. Para esto, se miden y se registran las coordenadas de dos puntos P1 y P2 en la segunda parte 36 de la curva C1 y de dos puntos P3 y P4 en la tercera parte 38 de la curva C1.

Preferentemente, estas coordenadas son valores de magnitudes físicas que están disponibles y son medibles en el vehículo automóvil equipado con el sistema de frenado de la figura 1.

Es ventajoso, igualmente, medir los valores de estas magnitudes utilizando medios ya presentes en el sistema de frenado, tales como, por ejemplo, los captadores de presión 28 y 30.

Así, se medirá y registrará a la entrada, no el esfuerzo Fe, sino la presión Prc en la cámara de trabajo 26 del servomotor y a la salida, se registrará y medirá la presión hidráulica Pmc de salida del cilindro principal 16.

Estos pares de valores obtenidos para los puntos P1, P2, P3 y P4 permiten trazar las partes 36 y 38 de la curva C1 y, por tanto, determinar la posición del punto S1 de saturación que es la intersección de las partes 36 y 38.

Como se ve bien en la red de curvas de la figura 2, las terceras partes de las curvas C1, C2, C3 son paralelas entre sí y están unidas a la misma segunda parte 36. Así, a partir de la curva C1 en el sistema de referencia Fe (o Prc), Pmc y del eje Pfc, pueden determinarse todas las curvas C2, C3,... para valores de Pfc iguales a 600, 400, ... milibares y, por tanto, todos los puntos de saturación S2, S3, ... del servomotor 14 para todos los valores de Pfc.

El conocimiento, por cálculo, de los valores Pmc correspondiente a estos puntos de saturación permite mandar con precisión un complemento de asistencia más allá de la saturación, sin discontinuidad en la asistencia durante el paso por el punto de saturación.

Se puede, así, como está representado en la figura 3, trazar una curva de saturación CS del servomotor 14 que da los valores de la presión Pmc a la salida del cilindro principal 16 en función de la depresión Pfc en la cámara 24 del servomotor 14.

El conocimiento preciso de esta curva de saturación CS permite determinar con precisión el mando que hay que aplicar a medios que facilitan un complemento de asistencia más allá de la saturación del servomotor 14, para que no haya discontinuidad en esta asistencia.

En la figura 3, se ha representado, igualmente, una curva de frenado F que representa la variación de la presión Pmc a la salida del cilindro principal 16 en función del valor de la depresión Pfc en la cámara 24 del servomotor durante el frenado del vehículo. La curva F que empieza en A corta a la curva de saturación CS en un punto S que es el punto de saturación del servomotor 14 correspondiente al valor de la depresión Pfcs en la cámara 24 del servomotor. El esfuerzo de frenado aplicado por el conductor del vehículo sobre el pedal 10 es amplificado por el servomotor 14 entre los puntos A y S y después, si es necesario, puede ser amplificado, también, más allá del punto S, por otros medios, tales como una bomba hidráulica.

La determinación precisa de la posición del punto de saturación S permite, igualmente, vigilar el funcionamiento del servomotor 14 y su envejecimiento en el transcurso del tiempo y, por tanto, señalar en tiempo útil un deterioro o un defecto de este servomotor.

Claims (8)

1. Procedimiento de calibración de un servomotor neumático de asistencia para un circuito de frenado de vehículo automóvil, comprendiendo este servomotor (14) una cámara de depresión (24) destinada a estar unida a una fuente de depresión, y una cámara de trabajo (26) destinada a ser unida selectivamente a la cámara de depresión o a la atmósfera ambiente, estando estas dos cámaras separadas entre sí por un tabique móvil que lleva un pistón axial de accionamiento de un cilindro principal hidráulico (16), caracterizado porque consiste en medir y registrar, para una depresión predeterminada en la cámara de depresión (24), las coordenadas de varios puntos de una curva característica de funcionamiento del servomotor en un sistema de referencia ortogonal de ejes que representan un parámetro de entrada del servomotor y un parámetro de salida del servomotor, estando situados estos puntos de funcionamiento más allá de una fase de salto y a una y otra parte de un punto de saturación en la citada curva de funcionamiento.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los parámetros antes citados son magnitudes físicas disponibles y medibles en un vehículo automóvil equipado con el citado servomotor y el citado cilindro principal.

3. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque el parámetro de entrada es la depresión en la cámara de trabajo (26) del servomotor (14).

4. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el parámetro de salida es la fuerza de salida del servomotor (14) o la presión hidráulica de salida del cilindro principal (16).

5. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se miden y se registran los valores de los citados parámetros de entrada y de salida para dos puntos (P1, P2) de la curva situada entre la fase de salto y el punto de saturación, y para dos puntos (P3, P4) situados más allá del punto de saturación.

6. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque a continuación se calculan con precisión las coordenadas del punto de saturación en la citada curva de funcionamiento.

7. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque a continuación se determina una curva característica de saturación del servomotor (14).

8. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque consiste en utilizar a continuación las coordenadas del punto de saturación del servomotor para mandar de modo preciso funciones evolucionadas de frenado, de complemento de asistencia de frenado y/o de vigilancia del funcionamiento o del envejecimiento del servomotor.