IT202100006437A1 - “sistema frenante commutabile, modulo bbw e dispositivo di commutazione per un sistema frenante commutabile” - Google Patents

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brake
switching
master
bbw
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Giacomo Urso
Andrea Odoni
Luca Pesenti
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Brembo Spa
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Description

?Sistema frenante commutabile, modulo BBW e dispositivo di commutazione per un sistema frenante commutabile?
[0001] La presente invenzione si riferisce ad un sistema frenante, in particolare per autoveicoli azionati elettricamente, in cui almeno un motore di trazione elettrico ? collegato con almeno un asse del veicolo ed utilizzato sia come motore di trazione sia come dispositivo frenante elettromagnetico (dinamo frenante) per un recupero dell'energia cinetica trasformata in energia elettrica. L?invenzione riguarda anche un dispositivo di commutazione ed un modulo BBW (brake by wire) per un sistema frenante commutabile.
[0002] Un sistema frenante commutabile comprende:
[0003] A) un sistema o circuito frenante diretto (o manuale) con una pompa freno master (o gruppo cilindro-pistone master) azionabile mediante un organo di azionamento conducente, in particolare un pedale del freno o una leva freno, ed una linea o circuito idraulico diretto che mette la pompa freno master in comunicazione con almeno un freno idraulico del sistema frenante, ad esempio un freno associato ad una ruota o ad un asse del veicolo,
[0004] B) un sistema o circuito frenante indiretto (o comandato) con una pompa freno comandata (o gruppo cilindro-pistone comandato) azionabile mediante un azionamento elettro-meccanico, possibilmente con un riduttore, in particolare un azionamento a vite, ed una linea o circuito idraulico indiretto che mette la pompa freno comandata in comunicazione con il freno idraulico del sistema frenante,
[0005] C) una camera idraulica di cedimento (compliance chamber), in altre parole un simulatore dell?assorbimento d?impianto, che delimita internamente un volume di cedimento espandibile contro una forza elastica di un organo di reazione elastico, ad esempio una molla elastica,
[0006] D) almeno un dispositivo di commutazione azionabile elettricamente per commutare il sistema frenante tra una configurazione di frenata diretta ed una configurazione di frenata indiretta, in cui:
[0007] - nella configurazione di frenata diretta, il dispositivo di commutazione mette la pompa freno master in comunicazione di fluido con il freno idraulico e interrompe la comunicazione di fluido tra la pompa freno comandata e il freno idraulico e, possibilmente mette la pompa freno comandata in comunicazione con la camera di cedimento,
[0008] - nella configurazione di frenata indiretta, il dispositivo di commutazione mette la pompa freno comandata in comunicazione di fluido con il freno idraulico e interrompe la comunicazione di fluido tra la pompa freno master e il freno idraulico e mette la pompa freno master in comunicazione con la camera di cedimento,
[0009] E) almeno un controllore elettronico collegato con l?azionamento elettromeccanico e con il dispositivo di commutazione per comandare il dispositivo di commutazione e l?azionamento elettromeccanico.
[0010] Quando, nella configurazione di frenata indiretta, l?almeno una pompa freno comandata ? collegata all?almeno un freno idraulico del veicolo e la camera di pressione della pompa freno master ? collegata alla camera di cedimento, il controllore elettronico regola l?intensit? della frenata del freno idraulico in funzione di un valore target o intensit? target di frenata dissipativa, definito ad esempio sulla base di un rapporto tra frenatura dissipativa, idraulica, e frenata rigenerativa, elettromagnetica, desiderato. Concretamente pu? essere previsto un controllore elettronico veicolo che determina il valore target o intensit? target di frenata dissipativa e lo comunica ad un ulteriore e dedicato controllore elettronico di frenata.
[0011] La forza elastica dell?organo elastico di reazione della camera di cedimento fornisce al conducente una reazione alla forza sul pedale del freno, e al sensore di pressione master un valore di pressione indicativo della intensit? di frenata richiesta dal conducente.
[0012] Quando, nella configurazione di frenata diretta, la pompa freno master ? collegata all?almeno un freno idraulico del veicolo, e tutte le pompe freno comandate sono fluidicamente separate dal freno idraulico e, possibilmente, collegate alla camera di cedimento, il sistema di frenatura consente la frenatura esclusivamente dissipativa, idraulica.
[0013] Attualmente, questi sistemi frenanti commutabili per veicoli con frenatura rigenerativa e frenatura dissipativa, utilizzano almeno un'elettrovalvola per controllare direttamente la commutazione tra le configurazioni di frenata diretta ed indiretta. Per mantenere la pompa freno comandata collegata ai freni idraulici delle ruote, l?elettrovalvola di commutazione assorbe continuamente energia elettrica, riducendo cos? il raggio operativo complessivo del sistema., il solenoide dell?elettrovalvola deve essere dimensionato per un mantenimento prolungato di un campo elettromagnetico significativo, proprio perch? l?elettrovalvola deve agire direttamente e continuamente sul carico significativo della valvola idraulica che permette la commutazione tra le due tipologie di frenata. Ci? comporta l?esigenza di impiegare elettrovalvole di grandi dimensioni con solenoidi costosi, pesanti ed ingombranti.
[0014] Lo scopo della presente invenzione ? pertanto quello di mettere a disposizione un sistema frenante, in particolare per autoveicoli azionati elettricamente, in cui almeno un motore di trazione elettrico ? collegato con almeno un asse del veicolo ed utilizzato sia come motore di trazione sia come dispositivo frenante elettromagnetico, avente caratteristiche tali da ridurre i consumi di energia elettrica e, di conseguenza, aumentare l?autonomia energetica del veicolo.
[0015] Un ulteriore scopo dell?invenzione ? quello di ridurre i costi e gli ingombri dei componenti del sistema frenante, in particolare con riferimento all?elettrovalvola di commutazione.
[0016] Un ulteriore scopo dell?invenzione ? quello di mettere a disposizione un sistema frenante commutabile tra la configurazione di frenata diretta e la configurazione di frenata indiretta, avente caratteristiche innovative di conservazione dello stato di commutazione.
[0017] Questi obiettivi vengono conseguiti mediante un sistema frenante commutabile secondo la rivendicazione 1 e mediante un modulo BBW secondo la rivendicazione 9, nonch? mediante un modulo di commutazione secondo la rivendicazione 15.
[0018] Le rivendicazioni dipendenti riguardano forme di realizzazione vantaggiose e preferite.
[0019] Secondo un aspetto dell?invenzione, il dispositivo di commutazione (16) comprende una valvola di selezione idraulica (21) commutabile in una prima posizione di commutazione ed una seconda posizione di commutazione e un sistema di azionamento commutazione (28), innescabile elettricamente, per effettuare commutazione della valvola di selezione idraulica (21) dalla prima posizione di commutazione nella seconda posizione di commutazione, in cui il dispositivo di commutazione (16) comprende almeno uno di:
i) un sistema di conservazione commutazione (29) che arresta la valvola di selezione idraulica (21) nella seconda posizione di commutazione tramite una forza di arresto non elettromagnetica, scelta nel gruppo costituito da forze fluido-meccaniche, forze elastiche, forze meccaniche, forze magnetiche permanenti,
[0020] OPPURE
ii) un sistema di amplificazione (30) comprendente:
- un accumulatore di energia potenziale (31), non elettrica, e
- un connettore commutabile (32) per scollegare e collegare l?accumulatore di energia potenziale (31) con la valvola di selezione idraulica (21),
in cui un attuatore (33) applica una forza di azionamento al connettore commutabile (32) per collegare l?accumulatore di energia potenziale (31) con la valvola di selezione idraulica (21), in cui detta forza di azionamento ? inferiore ad una forza di commutazione esercitata dall?accumulatore di energia potenziale (31) sulla valvola di selezione idraulica (21) per commutarla e mantenerla nella seconda posizione di commutazione.
[0021] Sistema di conservazione commutazione
[0022] Il sistema di conservazione di posizione pu? comprendere, ad esempio, un sistema di sollecitazione elastica, una molla metallica, una molla a gas, oppure un sistema a scatto meccanico, un dente di arresto, un magnete permanente ecc, configurati per mantenere la posizione di commutazione impostata per prolungati periodi senza assorbire in modo significativo energia elettrica.
[0023] Grazie all?impiego di un sistema di conservazione commutazione nonelettromagnetico in aggiunta ad un azionamento attivabile elettricamente, il dispositivo di commutazione pu? essere dimensionato pi? leggero e pi? piccolo, consuma meno energia elettrica ed ? meno costoso rispetto ai sistemi della tecnica nota.
[0024] Inoltre, grazie all?apposito sistema di conservazione commutazione, in particolare non-elettromagnetico, in combinazione con una valvola di selezione idraulica appositamente configurata, ad esempio una valvola ad esattamente due posizioni, pu? essere garantito uno stato di commutazione preciso, senza posizionamenti ibridi non pianificati e senza rischi di mal-posizionamento del dispositivo otturatore, garantendo cos? una maggiore sicurezza dell?intero sistema di frenatura.
[0025] Sistema di amplificazione
[0026] Grazie al sistema di amplificazione, in aggiunta all?azionamento attivabile elettricamente, l?energia elettrica necessaria per mantenere il sistema frenante nella configurazione di frenata indiretta ? molto inferiore rispetto ad un azionamento e mantenimento elettromagnetico diretto della valvola di selezione idraulica. Complessivamente, il dispositivo di commutazione pu? essere dimensionato pi? leggero e pi? piccolo, consuma meno energia elettrica ed ? meno costoso rispetto ai sistemi della tecnica nota.
[0027] L?accumulatore di energia potenziale, non elettrica, pu? comprendere, ad esempio un accumulatore di pressione pneumatico (accumulatore di gas) o una molla elastica o un magnete permanente. Il corrispondente connettore commutabile pu? comprendere una valvola di selezione o ON/OFF pneumatica o un meccanismo di accoppiamento/disaccoppiamento meccanico o un meccanismo di accoppiamento magnetico o un meccanismo di spostamento di un magnete permanente.
[0028] Con particolare vantaggio, il sistema di conservazione di posizione realizza anche il sistema di amplificazione e vice versa.
[0029] Per meglio comprendere l'invenzione ed apprezzarne i vantaggi, verr? di seguito fornita una descrizione di forme di realizzazione esemplificative e non limitative, con riferimento alle figure, in cui:
[0030] le figure 1A e 1B ? sono viste schematiche di un sistema frenante commutabile secondo due forme di realizzazione dell'invenzione;
[0031] la figura 2 mostra il sistema frenante di figura 1 in una configurazione di frenata diretta (frenata esercitata in modo diretto dal conducente);
[0032] la figura 3 mostra il sistema frenante di figura 1 in una configurazione di frenata indiretta (frenata esercitata in modo indiretto mediante una pompa freno comandata da un controllore elettronico);
[0033] la figura 4 ? una rappresentazione schematica di un sistema frenante commutabile con un modulo BBW (brake by wire) integrato in un veicolo con trazione elettrica secondo una prima forma di realizzazione;
[0034] le figure da 5 a 11 sono rappresentazioni schematiche di sistemi frenanti commutabili con uno o pi? moduli BBW (brake by wire) integrati in veicoli con trazione elettrica secondo ulteriori forme di realizzazione;
[0035] la figura 12 mostra un ingrandimento di un particolare in figura 1;
[0036] le figure 13 e 14 sono viste schematiche di un dispositivo di commutazione del sistema frenante commutabile secondo ulteriori forme di realizzazione.
[0037] Sistema frenante 1 commutabile
[0038] Le figure mostrano un sistema frenante 1, in particolare per autoveicoli azionati elettricamente, in cui almeno un motore di trazione 2 elettrico ? collegato con almeno un asse 3 del veicolo ed utilizzato sia come motore di trazione sia come dispositivo frenante elettromagnetico (dinamo frenante) per un recupero dell'energia cinetica trasformata in energia elettrica. Il sistema frenante 1 comprende:
[0039] A) un circuito frenante diretto (o manuale) 4 con una pompa freno master 5 (o gruppo cilindro-pistone master) azionabile mediante un organo di azionamento conducente 6, in particolare un pedale del freno o una leva freno, ed una linea idraulica diretta 7 che mette la pompa freno master 5 in comunicazione con almeno un freno idraulico 8 del sistema frenante 1, ad esempio un freno 8 associato ad una ruota 9 o ad un asse 3 di una ruota 9 del veicolo, o ad un asse 3 del veicolo
[0040] B) un circuito frenante indiretto (o comandato) 10 con una pompa freno comandata 11 (o gruppo cilindro-pistone comandato) azionabile mediante un azionamento 12 elettrico o elettro-meccanico, possibilmente con un riduttore, in particolare un azionamento a vite, ed una linea idraulica indiretta 13 che mette la pompa freno comandata 11 in comunicazione con il freno idraulico 8 del sistema frenante 1, [0041] C) una camera idraulica di cedimento (compliance chamber) 14 che delimita internamente un volume di cedimento espandibile contro una forza elastica di un organo di reazione elastico 15, ad esempio una molla elastica,
[0042] D) almeno un dispositivo di commutazione 16 azionabile per commutare il sistema frenante 1 tra una configurazione di frenata diretta (figura 2) ed una configurazione di frenata indiretta (figura 3), in cui:
[0043] - nella configurazione di frenata diretta (figura 2), il dispositivo di commutazione 16 mette la pompa freno master 5 in comunicazione di fluido con il freno idraulico 8 e interrompe la comunicazione di fluido tra la pompa freno comandata 11 e il freno idraulico 8 e, possibilmente mette la pompa freno comandata 11 in comunicazione con la camera idraulica di cedimento 14,
[0044] - nella configurazione di frenata indiretta (figura 3), il dispositivo di commutazione 16 mette la pompa freno comandata 11 in comunicazione di fluido con il freno idraulico 8 e interrompe la comunicazione di fluido tra la pompa freno master 5 e il freno idraulico 8 e mette la pompa freno master 5 in comunicazione con la camera idraulica di cedimento 15,
[0045] E) almeno un controllore elettronico 18 collegato con l?azionamento elettrico 12 e con il dispositivo di commutazione 16.
[0046] Possono essere inoltre previsti un sensore di pressione master 17 in comunicazione di fluido con la pompa freno master 5 e che fornisce un segnale di pressione freno conducente, ed un sensore di pressione pinza 49? in comunicazione con l?uno o pi? freni idraulici 8 e che fornisce un segnale di pressione pinza. Il sensore di pressione 17 fornisce il segnale di pressione freno conducente ad esempio ad un?unit? di controllo elettronico veicolo 19. In aggiunta o in alternativa al sensore di pressione master 17 pu? essere previsto un sensore di corsa pedale master che fornisce un analogo segnale di corsa pedale ad esempio all?unit? di controllo elettronico veicolo 19. L?unit? di controllo elettronico veicolo 19 genera un valore target di pressione o intensit? di frenata indiretta in dipendenza del segnale di pressione e/o del segnale di corsa pedale. Il sensore di pressione pinza 49? pu? essere collegato con l?unit? di controllo elettronico veicolo 19 per verificare che il sistema frenante 1 eroghi una pressione di frenata indiretta coerente con il valore target determinato e fornito al controllore elettronico 18 del sistema frenante 1. Il sensore di pressione pinza 49 fornisce il/un segnale di pressione pinza al controllore elettronico 18 del sistema frenante 1 per l?effettuazione di un controllo retroazionato mediante il controllore elettronico 18.
[0047] L? unit? di controllo elettronico veicolo 19 e il controllore elettronico del sistema frenante 18 e le loro funzioni possono essere integrati in un unico controllore elettronico o distribuiti su una pluralit? di controllori elettronici tra loro connessi in comunicazione di segnale.
[0048] Il controllore elettronico 18 ? in collegamento di segnale con:
- almeno il sensore di pressione pinza 49, o
- almeno il sensore di pressione comandata 48, o
- entrambi i sensori di pressione pinza 49 e di pressione comandata 48,
e il controllore elettronico 18 comanda il dispositivo di commutazione 16 in dipendenza di:
- un segnale di abilitazione SW, o
- un segnale di abilitazione HW, o
- un segnale di abilitazione SW e HW,
e il controllore elettronico 18 comanda l?azionamento elettrico 12 della pompa freno comandata 11 in dipendenza del:
- segnale di pressione pinza, o
- segnale di pressione comandata, o
- segnale di pressione pinza e del segnale di pressione comandata,
[0049] e in dipendenza di un valore target di pressione/intensit? di frenata indiretta ricevuto dall?unit? di controllo veicolo 19.Quando, nella configurazione di frenata indiretta, l?almeno una pompa freno comandata 11 ? collegata all?almeno un freno idraulico 8 del veicolo e (la camera di pressione del)la pompa freno master 5 ? collegata alla camera di cedimento 14, il controllore elettronico 18 regola l?intensit? della frenata del freno idraulico 8, ad esempio in funzione di un rapporto tra la frenatura dissipativa, idraulica, e la frenata rigenerativa, elettromagnetica, desiderato. Concretamente, l?unit? di controllo veicolo 19 determina il valore target di pressione/intensit? di frenata indiretta in dipendenza del rapporto tra la frenatura dissipativa e la frenata rigenerativa elettromagnetica e trasmette il valore target di pressione/intensit? di frenata indiretta al controllore elettronico 18.
[0050] In questa configurazione, l?unit? di controllo elettronica 19 del veicolo, collegata con il controllore elettronico 18, comanda sia la frenata elettromagnetica con recupero di energia elettrica, tramite il motore di trazione 2, sia la frenata idraulica dissipativa mediante il freno idraulico 8. Quindi, al fine di generare una frenata idraulica dissipativa richiesta, l?unit? di controllo elettronica 19 del veicolo pu? controllare il modulo BBW 56 che a sua volta include il controllore elettronico 18.
[0051] La forza elastica dell?organo elastico di reazione 15 della camera di cedimento 14 fornisce al conducente una reazione alla forza sull?organo di azionamento conducente 6 (pedale del freno), e al sensore di pressione master 17 un valore di pressione indicativo della intensit? di frenata richiesta dal conducente.
[0052] Quando, nella configurazione di frenata diretta, la pompa freno master 5 ? collegata all?almeno un freno idraulico 8 del veicolo, e l?una o tutte le pompe freno comandate 11 sono fluidicamente separate dall?uno o pi? freno idraulico 8 e, possibilmente, collegate alla camera di cedimento 14, il sistema di frenatura 1 consente una frenatura esclusivamente dissipativa, idraulica.
[0053] Secondo forme di realizzazione, l?azionamento elettrico 12 della pompa freno comandabile 11 pu? essere ad esempio un motore elettrico a corrente continua, il freno idraulico 8 pu? essere ad esempio un freno a disco con pinza fissa o con pinza flottante, azionabile idraulicamente, il sistema frenante 1 pu? comprendere ad esempio uno o pi? serbatoi d?olio idraulico 20 collegati con la pompa freno master 5 e/o con la pompa freno comandata 11.
[0054] Il dispositivo di commutazione 16 comprende una valvola di selezione idraulica 21 (ad esempio una valvola idraulica lineare a quattro vie), avente:
[0055] - una prima apertura 22 in comunicazione con la pompa freno master 5,
[0056] - una seconda apertura 23 in comunicazione con la pompa freno comandata 11, [0057] - una terza apertura 24 in comunicazione con (uno o pi? attuatori idraulici di) il freno idraulico 8,
[0058] - una quarta apertura 25 in comunicazione con la camera idraulica di cedimento (hydraulic compliance chamber) 14,
[0059] - un dispositivo otturatore 26 formante passaggi di comunicazione selettiva (ad esempio quattro vie) 27, 27?, 27??, 27??? ed essendo scorrevole rispetto alle aperture prima 22, seconda 23 e rispetto alle aperture terza 24 e quarta 25, lungo una corsa di commutazione tra:
[0060] - una prima posizione di commutazione (figura 2, corrispondente alla configurazione di frenata diretta), in cui la prima apertura 22 ? in comunicazione con la terza apertura 24 e, opzionalmente, la seconda apertura 23 ? in comunicazione con la quarta apertura 25, e
[0061] - una seconda posizione di commutazione (figura 3, corrispondente alla configurazione di frenata indiretta), in cui la prima apertura 22 ? in comunicazione con la quarta apertura 25 e la seconda apertura ? in comunicazione con la terza apertura 24,
[0062] ? un sistema di azionamento commutazione 28, innescabile elettricamente, per effettuare uno scorrimento del dispositivo otturatore 26 dalla prima posizione di commutazione nella seconda posizione di commutazione o viceversa.
[0063] Secondo una forma di realizzazione, la valvola di selezione idraulica 21 (pi? precisamente il dispositivo otturatore 26) ? permanentemente elasticamente sollecitata (tramite una molla di ritorno 45) verso la prima posizione di commutazione ed un suo azionamento provoca lo spostamento nella seconda posizione di commutazione. In caso di non-alimentazione elettrica del sistema di azionamento commutazione 28 e in completa assenza di alimentazione elettrica del sistema frenante 1, il dispositivo otturatore 26 della valvola di selezione idraulica 21 si posiziona automaticamente nella prima posizione di commutazione corrispondente alla configurazione di frenata diretta.
[0064] Vantaggiosamente, la valvola di selezione idraulica 21 ? priva di posizioni con sovrapposizione parziale delle vie di comunicazione, assicurando una certezza di stato di commutazione. Alternativamente, la valvola di selezione idraulica 21 pu? essere configurata per posizioni di commutazione intermedie con sovrapposizione parziale dei passaggi di comunicazione.
[0065] Il sistema di azionamento commutazione 28 pu? comprendere ad esempio, un attuatore elettromagnetico (solenoide), o un attuatore idraulico, un motore elettrico, in particolare un motore elettrico lineare, o un attuatore pneumatico, collegato con il controllore elettronico 18 e comandabile dal controllore elettronico 18 mediante un segnale di controllo elettrico.
[0066] Per una maggiore semplificazione dell?intera struttura del dispositivo di commutazione 16, il dispositivo otturatore 26 ? scorrevole linearmente lungo una corsa di commutazione lineare, il sistema di azionamento commutazione 28 include un attuatore lineare e esercita una spinta traslatoria lineare sul dispositivo otturatore 26.
[0067] Sistema di conservazione commutazione 29
[0068] Secondo un aspetto dell?invenzione, il dispositivo di commutazione 16 comprende inoltre un sistema di conservazione commutazione 29 che sollecita e/o arresta il dispositivo otturatore 26 in ciascuna delle posizioni di commutazione prima e seconda tramite una forza di arresto non elettromagnetica, scelta ad esempio nel gruppo delle forze fluido-meccaniche, elastiche, meccaniche, magnetiche permanenti.
[0069] Il sistema di conservazione commutazione 29 pu? comprendere, ad esempio, un sistema di sollecitazione elastica, una molla metallica, una molla a gas, oppure un sistema a scatto meccanico, un dente di arresto, un magnete permanente ecc, configurati per mantenere la posizione di commutazione impostata per prolungati periodi senza assorbire in modo significativo energia elettrica.
[0070] Grazie al sistema di conservazione commutazione 29 con forza di arresto nonelettromagnetica in aggiunta o in combinazione con il sistema di azionamento commutazione 28 attivabile o innescabile elettricamente, il dispositivo di commutazione 16 pu? essere dimensionato pi? leggero e pi? piccolo, consuma meno energia elettrica ed ? meno costoso rispetto ai sistemi della tecnica nota.
[0071] Inoltre, grazie all?apposito sistema di conservazione commutazione 29, in particolare non-elettromagnetico, in combinazione con una valvola di selezione idraulica appositamente configurata, ad esempio una valvola ad esattamente due posizioni, pu? essere garantito uno stato di commutazione preciso, senza posizionamenti ibridi non pianificati e senza rischi di mal-posizionamento del dispositivo otturatore 26, garantendo cos? una maggiore sicurezza dell?intero sistema di frenatura 1.
[0072] In accordo con un aspetto dell?invenzione, il sistema di azionamento commutazione 28 e il sistema di conservazione commutazione 29 sono configurati in modo failsafe, vale a dire, in caso di completa assenza di alimentazione elettrica al sistema frenante 1, il dispositivo otturatore 26 della valvola di selezione idraulica 21 si posiziona in automatico nella prima posizione di commutazione corrispondente alla configurazione di frenata diretta.
[0073] Sistema di amplificazione 30
[0074] In accordo con un ulteriore aspetto dell?invenzione, in aggiunta o in alternativa al sistema di conservazione commutazione 29, il dispositivo di commutazione 16 comprende un sistema di amplificazione 30 comprendente:
[0075] - un accumulatore di energia potenziale 31, non elettrica, e
[0076] - un connettore commutabile 32 per scollegare e collegare l?accumulatore di energia potenziale 31 con il dispositivo otturatore 26 della valvola di selezione idraulica 21,
[0077] in cui un attuatore 33 del sistema di azionamento commutazione 28 applica una forza di azionamento al connettore commutabile 32 per collegare l?accumulatore di energia potenziale 31 con il dispositivo otturatore 26,
[0078] in cui la forza di azionamento ? inferiore ad una forza di commutazione esercitata dall?accumulatore di energia potenziale 31 sul dispositivo otturatore 26 per spostare o mantenere il dispositivo otturatore 26 nella seconda posizione di commutazione (corrispondente alla configurazione di frenata indiretta).
[0079] Grazie al sistema di amplificazione 30, in aggiunta all?attuatore 33 attivabile elettricamente, l?energia elettrica necessaria per mantenere il sistema frenante 1 nella configurazione di frenata indiretta ? molto inferiore rispetto ad un azionamento e mantenimento elettromagnetico diretto della valvola di selezione idraulica 21.
[0080] Complessivamente, il dispositivo di commutazione 16 pu? essere dimensionato pi? leggero e pi? piccolo, consuma meno energia elettrica ed ? meno costoso rispetto ai sistemi della tecnica nota.
[0081] L?accumulatore di energia potenziale 31, non elettrica, pu? comprendere, ad esempio un accumulatore di pressione pneumatico (accumulatore di gas) 34 (figure 1, 2, 3, 12) o una molla elastica 35 (figura 13) o un magnete permanente 36 (figura 14). Il corrispondente connettore commutabile 32 pu? comprendere una valvola pneumatica 37 di selezione o ON/OFF (figure 1, 2, 3, 12) o un meccanismo di accoppiamento/disaccoppiamento meccanico 38 (figura 13) o un meccanismo di accoppiamento magnetico 39 o un meccanismo di spostamento 40 di un magnete permanente 36 (figura 14).
[0082] Vantaggiosamente, il sistema di azionamento commutazione 28 e il sistema di amplificazione 30 sono configurati in modo failsafe, vale a dire, in caso di completa assenza di alimentazione elettrica al sistema frenante 1, l?accumulatore di energia potenziale 31 viene disaccoppiato o separato dal dispositivo otturatore 26 della valvola di selezione idraulica 21 il quale si posiziona in automatico nella prima posizione di commutazione corrispondente alla configurazione di frenata diretta.
[0083] Con particolare vantaggio, il sistema di conservazione commutazione 29 realizza anche il sistema di amplificazione 30 e vice versa.
[0084] Dispositivo di commutazione 16 elettro-pneumatico
[0085] In accordo con una forma di realizzazione preferita (figura 1), il dispositivo di commutazione 16 o pi? specificamente, il sistema di conservazione commutazione 29 e/o il sistema di amplificazione 30 pu? comprendere:
[0086] ? un attuatore (ad esempio cilindro-pistone) pneumatico 41 collegato con il dispositivo otturatore 26 della valvola di selezione idraulica 21,
[0087] ? un accumulatore di gas compresso 34 fungente come detto accumulatore di energia potenziale 31,
[0088] ? una valvola pneumatica 37 collegata tra l?accumulatore di gas compresso 34 e l?attuatore pneumatico 41 e fungente come detto connettore commutabile 32.
[0089] La valvola pneumatica 37 ha un ingresso gas 43? collegato con l?accumulatore di gas 34, un?uscita gas 43 collegata con l?attuatore pneumatico 41 e un?apertura di sfiato 42, ed ? pilotata dal controllore elettronico 18 ed azionabile elettricamente, ad esempio mediante un solenoide, e spostabile tra:
[0090] - una posizione chiusa (figura 2) in cui l?ingresso gas 43? ? chiuso e l?accumulatore di gas compresso 34 ? disaccoppiato dall?attuatore pneumatico 41 e l?uscita gas 43 ? in comunicazione con l?apertura di sfiato 42 (corrispondente alla configurazione di frenata diretta), e
[0091] - una posizione aperta (figura 3) in cui l?ingresso gas 43? ? in comunicazione con l?uscita gas 43 e l?accumulatore di gas compresso 34 ? collegato in comunicazione con l?attuatore pneumatico 41 (corrispondente alla configurazione di frenata indiretta).
[0092] Quando la valvola pneumatica 37 staziona nella posizione aperta, l?accumulatore di gas compresso 34 applica una pressione di gas sull?attuatore pneumatico 41 che sposta il dispositivo otturatore 26 dalla prima posizione di commutazione nella seconda posizione di commutazione (figura 3) e continua a spingere e trattenere il dispositivo otturatore 26 nella seconda posizione di commutazione grazie alla pressione fluidostatica del gas compresso.
[0093] La forza di commutazione generata dalla pressione del gas compresso ? maggiore, e quindi ampliata, rispetto alla forza di attuazione (esercitata dal solenoide) della valvola pneumatica 37. Inoltre, questa forza di commutazione ? mantenuta nel tempo grazie alla pressione fluidostatica del gas compresso e non richiede per s? alcun assorbimento di energia elettrica.
[0094] Nel caso in cui la valvola pneumatica 37 viene mantenuta attivamente nella posizione aperta, l?energia elettrica necessaria a tale scopo ? comunque molto inferiore all?energia elettrica necessaria per l?alimentazione elettrica delle valvole elettromagnetiche idrauliche della tecnica nota.
[0095] Quando la valvola pneumatica 37 ritorna dalla posizione aperta nella posizione chiusa, la molla di ritorno 45 spinge il dispositivo otturatore 26 della valvola di selezione idraulica 21 nella prima posizione di commutazione, scaricando la pressione di gas residua attraverso l?apertura di sfiato 42 della valvola pneumatica 37 e collegando la pompa freno master 5 con il freno idraulico 8 e collegando la pompa freno comandata 11 con la camera di cedimento 14 (configurazione di frenata diretta, figura 2).
[0096] Secondo una forma di realizzazione, la valvola pneumatica 37 ? permanentemente elasticamente sollecitata (tramite una molla di ritorno 44) verso la posizione chiusa ed un suo azionamento elettrico provoca lo spostamento nella posizione aperta. In caso di non-alimentazione elettrica della valvola pneumatica 37 e in completa assenza di alimentazione elettrica del sistema frenante 1, la valvola pneumatica 37 si sposta automaticamente nella posizione chiusa e, di conseguenza, l?accumulatore di gas 34 viene disaccoppiato dall?attuatore pneumatico 41 e il dispositivo otturatore 26 della valvola di selezione idraulica 21 si posiziona in automatico nella prima posizione di commutazione corrispondente alla configurazione di frenata diretta.
[0097] Il dispositivo di commutazione 16 pu? inoltre comprendere una presa di caricamento gas 46 (con valvola) collegata con l?accumulatore di gas 34 e un sensore di pressione gas 47 in comunicazione con l?accumulatore di gas 34 e in collegamento di segnale con il controllore elettronico 18 (e/o con l?unit? di controllo veicolo 19) e configurato per fornire un segnale di pressione gas.
[0098] Controllore elettronico 18
[0099] Il sistema frenante 1 comprende inoltre un sensore di pressione comandata 48 in comunicazione con la pompa freno comandata 11 e in collegamento di segnale con il controllore elettronico 18 e configurato per fornire un segnale di pressione idraulica comandata.
[00100] Il sistema frenante 1 comprende inoltre un sensore di pressione pinza 49 in comunicazione con l?attuatore idraulico del freno idraulico 8 e in collegamento di segnale con il controllore elettronico 18 e configurato per fornire un segnale di pressione idraulica pinza,
[00101] Il controllore elettronico 18 (e/o un?unit? di controllo elettronica 19 del veicolo collegata con il controllore elettronico 18) comanda il sistema di azionamento commutazione 28 e (l?azionamento elettrico del)la pompa freno comandata 11 in dipendenza dei segnali di pressione forniti dal sensore di pressione master 17, dal sensore di pressione comandata 48, dal sensore di pressione pinza 49? o dall?ulteriore sensore di pressione pinza 49 e, opzionalmente, dal sensore di pressione gas 46.
[00102] Secondo una forma di realizzazione vantaggiosa, l?unit? di controllo elettronica 19 del veicolo fornisce al controllore elettronico 18 del modulo BBW 56 un valore target di frenata indiretta in dipendenza dei segnali di pressione forniti dal sensore di pressione master 17, e il controllore elettronico 18 controlla (l?azionamento elettrico del)la pompa freno comandata 11 in dipendenza del valore target di frenata indiretta e dei segnali di pressione forniti dal sensore di pressione pinza 49 e/o dall?ulteriore sensore di pressione comandata 48.
[00103] In altre parole, il controllore elettronico 18 comanda il sistema di azionamento commutazione 28 e (l?azionamento elettrico del)la pompa freno comandata 11 in dipendenza di un valore target di pressione/intensit? di frenata indiretta ricevuto dall?unit? di controllo veicolo 19, la quale determina il valore target di pressione/intensit? di frenata indiretta sulla base del segnale di pressione freno conducente (del sensore di pressione 17) o di un analogo segnale di corsa pedale (richiesta conducente). L?unit? di controllo veicolo 19 riceve ed elabora un segnale di pressione pinza, fornito dal sensore di pressione 49, per un monitoraggio del sistema frenante 1.
[00104] Gestione di sicurezza
[00105] Secondo forme di realizzazione pu? essere previsto un collegamento cablato unico, ad es. tramite CANBUS, tra l?unit? di controllo elettronica 19 del veicolo e il controllore elettronico 18 (o pi? genericamente il modulo BBW 56 che verr? descritto pi? in dettaglio pi? avanti), sia per la trasmissione di segnali di controllo del controllore elettronico 18 (o pi? genericamente il modulo BBW 56), sia per la gestione della sicurezza (safety management), vale a dire per segnali di abilitazione/disabilitazione dell?alimentazione elettrica di potenza e/o abilitazione del sistema di azionamento commutazione 28, pi? precisamente della valvola pneumatica 37.
[00106] In questo caso, sia il segnale di controllo del modulo BBW 56, che un segnale di abilitazione/disabilitazione dell?alimentazione elettrica di potenza e/o per l?abilitazione del sistema di azionamento commutazione 28, vengono trasmessi da una medesima connessione cablata e ricevuti ed elaborati da un medesimo processore e software del controllore elettronico 18. Di conseguenza, in caso di malfunzionamento del processore e software del controllore elettronico 18, l?unit? di controllo elettronica 19 del veicolo non avrebbe modo di disabilitare il modulo BBW 56.
[00107] Per garantire una maggiore indipendenza tra la gestione di sicurezza e il processo di controllo del modulo BBW 56, ? possibile e vantaggioso dotare il sistema frenante (1) di:
- una prima connessione cablata 65, ad es. tramite CANBUS, tra l?unit? di controllo elettronica 19 del veicolo e il controllore elettronico 18 per la trasmissione di primi segnali di controllo del controllore elettronico 18 che vengono ricevuti e elaborati da un processore e software del controllore elettronico 18,
- una seconda connessione cablata 66 tra l?unit? di controllo elettronica 19 del veicolo e il sistema frenante 1 per segnali di abilitazione/disabilitazione dell?alimentazione elettrica di potenza e/o abilitazione del sistema di azionamento commutazione 28, in cui la seconda connessione cablata 66 ? separata dalla prima connessione cablata 65 e bypassa detto processore e software del controllore elettronico 18.
[00108] In caso di malfunzionamento del processore e software del controllore elettronico 18, l?unit? di controllo 19 del veicolo pu? disabilitare il modulo BBW 56, ad esempio attraverso un segnale di abilitazione digitale indipendente che consente di ?accendere? e ?spegnere? l?alimentazione di potenza elettrica.
[00109] Alternativamente, per garantire indipendenza tra la gestione di sicurezza e il processo di controllo del modulo BBW 56, ? possibile e vantaggioso dotare il sistema frenante (1) di:
- una prima connessione cablata 65, ad es. tramite CANBUS, tra l?unit? di controllo elettronica 19 del veicolo e il controllore elettronico 18 per la trasmissione di primi segnali di controllo del controllore elettronico 18 che vengono ricevuti e elaborati da un processore e software del controllore elettronico 18.
- una seconda connessione cablata 66, ad es. sempre tramite CANBUS, tra l?unit? di controllo elettronica 19 del veicolo e il controllore elettronico 18 per la trasmissione di segnali di abilitazione/disabilitazione dell?alimentazione elettrica di potenza e/o abilitazione del sistema di azionamento commutazione 28, in cui la seconda connessione cablata 66 ? separata dalla prima connessione cablata 65 e bypassa il processore e software del controllore elettronico 18 utilizzato per il controllo dell?azionamento 11, 28, 33 del circuito frenante indiretto (10), ad esempio utilizzando un processore separato.
[00110] In caso di malfunzionamento del processore e software del controllore elettronico 18 usato per il controllo dell?azionamento 11, 28, 33 del circuito frenante indiretto (10), l?unit? di controllo 19 del veicolo pu? disabilitare il modulo BBW 56, ad esempio attraverso un segnale di abilitazione indipendente che consente di ?accendere? e ?spegnere? l?alimentazione di potenza elettrica, attraverso la linea dedicata 66 ed il processore dedicato.
[00111] Quando le funzioni di commutazione e conservazione della commutazione sono disposte esternamente al modulo BBW 56, come ad esempio nella forma di realizzazione mostrata e descritta in relazione alla figura 6, pu? essere sufficiente che l?unit? di controllo elettronica 19 del veicolo fornisca l?alimentazione elettrica di potenza direttamente al sistema di azionamento commutazione 28.
[00112] Per economia di esposizione e a titolo di esempio, solo le figure 1B, 4, 6 mostrano anche la suddetta seconda connessione cablata 66, ma tutte le forme di realizzazione descritte possono essere realizzate con il solo collegamento cablato unico 65 oppure con la prima connessione cablata 65 e la seconda connessione cablata 66.
[00113] Modulo BBW (brake by wire) 56
[00114] In accordo con una forma di realizzazione (figure 1, 4),
[00115] la linea idraulica diretta 7 con una porta idraulica master 50 per il collegamento con la pompa freno master 5 e una porta idraulica freno 51 per il collegamento con il freno idraulico 8,
[00116] la pompa freno comandata 11 con l?azionamento 12 elettrico e, possibilmente il riduttore 52, con una porta idraulica serbatoio 53 per il collegamento con il serbatoio idraulico 20,
[00117] la linea idraulica indiretta 13,
[00118] la camera idraulica di cedimento 14,
[00119] il dispositivo di commutazione 16,
[00120] il controllore elettronico 18,
[00121] una o pi? sistemi di interfacciamento segnale 54, 65, 66 (wireless o cablata, ad esempio interfaccia di comunicazione canbus) per il collegamento con l?unit? di controllo elettronica 19 del veicolo, nonch? un connettore di alimentazione elettrica 55,
[00122] sono integrati in un unico modulo BBW 56 (brake by wire) fabbricato e commercializzato separatamente ed installabile nel veicolo. In questo caso l?unit? di controllo veicolo 19 ? in collegamento di segnale con e comanda l?uno o pi? motori di trazione 2, per la frenata elettromagnetica delle ruote anteriori e/o posteriori del veicolo, e in collegamento di segnale con il sensore di pressione master 17 e/o con il sensore di corsa pedale master, e con il controllore elettronico 18 per controllare la frenata dissipativa, idraulica, mediante l?uno o pi? freni idraulici 8.
[00123] In accordo con un?ulteriore forma di realizzazione (figura 5), il modulo BBW 56 include inoltre la pompa freno master 5 e, opzionalmente, il sensore di pressione master 17 o il sensore di corsa pedale master, nonch? opzionalmente un connettore di segnale master 57 per un collegamento di segnale del sensore di pressione master 17 con l?unit? di controllo 19 del veicolo.
[00124] Anche in questo caso, l?unit? di controllo veicolo 19 ? in collegamento di segnale con e comanda l?uno o pi? motori di trazione 2, per la frenata elettromagnetica delle ruote anteriori e/o posteriori del veicolo, e in collegamento di segnale con il sensore di pressione master 17 e con il controllore elettronico 18 per controllare la frenata dissipativa, idraulica, mediante l?uno o pi? freni idraulici 8.
[00125] In accordo con un?ulteriore forma di realizzazione (figura 6), il modulo BBW 56 include la pompa freno comandata 11 con l?azionamento 12 elettrico e, possibilmente il riduttore 52, con una porta idraulica serbatoio 53 per il collegamento con il serbatoio idraulico 20, il controllore elettronico 18 con un?interfaccia di collegamento segnale 54, 65 (wireless o cablata, ad esempio interfaccia di comunicazione canbus) per il collegamento con l?unit? di controllo elettronica 19 del veicolo, nonch? un connettore di alimentazione elettrica 55, e possibilmente una seconda connessione cablata 66 indipendente per segnali di abilitazione/disabilitazione di potenza elettrica, mentre l?intero dispositivo di commutazione 16 e la pompa freno master 5 sono collocati, anch?essi in modo modulare esternamente al modulo BBW 56.
[00126] In accordo con un?ulteriore forma di realizzazione (figura 7), il modulo BBW 56 ? configurato come descritto con riferimento alla figura 4, ma la pompa freno master 5 comprende un gruppo cilindro pistone con uscita multipla 58, in particolare con una prima linea idraulica 59 di uscita e una seconda linea idraulica 60 di uscita, ad esempio una sola pompa cilindro pistone con due o pi? uscite idrauliche, una sola pompa con due gruppi cilindro-pistone (tandem), due pompe cilindro pistone collegate mediante un bilanciere. La prima linea idraulica 59 ? collegabile alla porta idraulica master 50 del modulo BBW 56 e la seconda linea idraulica 60 ? collegabile o collegata direttamente ad uno o pi? ulteriori freni idraulici 61 del veicolo, in modo tale da poter, ad esempio, realizzare un primo gruppo di ruote o un primo asse 62 del veicolo con sola frenatura idraulica diretta ed un secondo gruppo di ruote o un secondo asse 63 del veicolo con frenatura idraulica commutabile diretta o indiretta.
[00127] In accordo con un?ulteriore forma di realizzazione (figura 8), il veicolo comprende due di detti moduli BBW 56, 56? separati, configurati come descritto con riferimento alla figura 4, e la pompa freno master 5 comprende un gruppo cilindro pistone con uscita multipla 58 (ad esempio configurato come descritto al paragrafo precedente) con una prima linea idraulica 59 collegabile alla porta idraulica master 50 del primo modulo BBW 56 e con una seconda linea idraulica 60 collegabile alla porta idraulica master 50 del secondo modulo BBW 56?, e le porte idrauliche freno 51 del primo e secondo modulo BBW 56, 56? sono collegate a freni idraulici 8, 8? o gruppi di freni idraulici 8, 8? differenti, ad esempio associati ad un primo gruppo di ruote o un primo asse 62 del veicolo e ad un secondo gruppo di ruote o un secondo asse 63 del veicolo, entrambi con frenatura idraulica commutabile diretta o indiretta.
[00128] In accordo con un?ulteriore forma di realizzazione (figura 9, 10), il veicolo comprende due di detti moduli BBW 56, 56? separati, configurati come descritto con riferimento alla figura 4, e la pompa freno master 5 comprende un'unica uscita idraulica 64 biforcata in una prima linea idraulica 59 collegabile alla porta idraulica master 50 del primo modulo BBW 56 e una seconda linea idraulica 60 collegabile alla porta idraulica master 50 del secondo modulo BBW 56?, e le porte idrauliche freno 51 del primo e secondo modulo BBW 56, 56? sono collegate in modo indipendente a due freni idraulici 8, 8? o gruppi di freni idraulici 8, 8? differenti, ad esempio associati ad una prima ruota ed una seconda ruota di un medesimo asse, e indipendentemente comandabili con frenatura idraulica commutabile diretta o indiretta.
[00129] In accordo con un?ulteriore forma di realizzazione (figura 11), il veicolo comprende quattro di detti moduli BBW 56, 56?, 56??, 56??? separati, configurati come descritto con riferimento alla figura 4, e la pompa freno master 5 comprende un gruppo cilindro pistone con uscita multipla 58 (ad esempio configurato come descritto ai paragrafo precedente)con due uscite idrauliche separate 64, 64?, ciascuna delle quali ? biforcata in una prima linea idraulica 59, 59? e una seconda linea idraulica 60, 60?, e le quattro linee idrauliche 59, 60, 59?, 60? sono collegabili alle porte idrauliche master 50 di quattro moduli BBW 56, 56?, 56??, 56???, e le porte idrauliche freno 51 dei quattro moduli BBW 56, 56?, 56??, 56??? sono collegate in modo indipendente a quattro freni idraulici 8, 8?, 8??, 8??? o gruppi di freni idraulici differenti e indipendentemente comandabili con frenatura idraulica commutabile diretta o indiretta.
[00130] L?unit? di controllo 19 del veicolo pu? comandare un motore di trazione 2 unico come freno elettromagnetico (con recupero di energia) per solo uno o entrambi gli assi del veicolo, oppure due motori di trazione 2, 2? separati come freni elettromagnetici (con recupero di energia) separati per solo uno o entrambi gli assi del veicolo (figure 9, 10, 11).
[00131] Secondo una forma di operativit? del sistema frenante 1 commutabile, in caso di alimentazione elettrica anomala o di anomalia di funzionamento del circuito frenante indiretto 10, rilevata mediante il controllore elettronico 18 del sistema frenante 1 e/o mediante l?unit? di controllo 19 del veicolo, il sistema frenante 1 commuta nella configurazione di frenata diretta, in cui la valvola di selezione idraulica 21 viene mantenuta meccanicamente nella prima posizione di commutazione, collegando idraulicamente la pompa freno master 5 alla pinza del freno idraulico 8 e la pompa freno comandata 11 con la camera idraulica di cedimento 14.
[00132] In caso di alimentazione elettrica pianificata (vale a dire prevista per un corretto funzionamento del sistema frenante 1) e di assenza di anomalia di funzionamento del circuito frenante indiretto 10, rilevata mediante il controllore elettronico 18 del sistema frenante 1 e/o mediante l?unit? di controllo 19 del veicolo, il sistema frenante 1 commuta nella configurazione di frenata indiretta, in cui la valvola di selezione idraulica 21 viene pneumaticamente spinta nella seconda posizione di commutazione, collegando idraulicamente la pompa freno comandata 11 alla pinza del freno idraulico 8 e la pompa freno master 5 con la camera idraulica di cedimento 14.

Claims (17)

Rivendicazioni
1. Sistema frenante (1), in particolare per autoveicoli azionati elettricamente in cui almeno un motore di trazione (2) elettrico ? collegato con almeno un asse (3) del veicolo ed utilizzato sia come motore di trazione sia come dispositivo frenante elettromagnetico con recupero di energia, il sistema frenante (1) comprendente:
A) un circuito frenante diretto (4) con una pompa freno master (5) azionabile mediante un organo di azionamento conducente (6) ed una linea idraulica diretta (7) che mette la pompa freno master (5) in comunicazione con almeno un freno idraulico (8) del sistema frenante (1),
B) un circuito frenante indiretto (10) con una pompa freno comandata (11) azionabile elettricamente ed una linea idraulica indiretta (13) che mette la pompa freno comandata (11) in comunicazione con il freno idraulico (8) del sistema frenante (1),
C) una camera idraulica di cedimento (14) che delimita internamente un volume di cedimento espandibile contro una forza elastica di un organo di reazione elastico (15), D) almeno un dispositivo di commutazione (16) azionabile per commutare il sistema frenante (1) tra una configurazione di frenata diretta ed una configurazione di frenata indiretta, in cui:
- nella configurazione di frenata diretta, il dispositivo di commutazione (16) mette la pompa freno master (5) in comunicazione di fluido con il freno idraulico (8) e interrompe la comunicazione di fluido tra la pompa freno comandata (11) e il freno idraulico (8), - nella configurazione di frenata indiretta, il dispositivo di commutazione (16) mette la pompa freno comandata (11) in comunicazione di fluido con il freno idraulico (8) e interrompe la comunicazione di fluido tra la pompa freno master (5) e il freno idraulico (8) e mette la pompa freno master (5) in comunicazione con la camera idraulica di cedimento (15),
E) almeno un controllore elettronico (18) collegato con la pompa freno comandata (11) e con il dispositivo di commutazione (16),
in cui il dispositivo di commutazione (16) comprende una valvola di selezione idraulica (21) avente:
- una prima apertura (22) in comunicazione con la pompa freno master (5), una seconda apertura (23) in comunicazione con la pompa freno comandata (11), una terza apertura (24) in comunicazione con il freno idraulico (8) e una quarta apertura (25) in comunicazione con la camera idraulica di cedimento (14),
- un dispositivo otturatore (26) formante passaggi di comunicazione selettiva (27, 27?, 27??, 27???) ed essendo scorrevole rispetto alle aperture prima (22) e seconda (23) e rispetto alle aperture terza (24) e quarta (25), lungo una corsa di commutazione tra: - una prima posizione di commutazione corrispondente alla configurazione di frenata diretta, in cui la pompa freno 5 ? in comunicazione col freno idraulico 8 e la pompa comandata 11 ? in comunicazione con la camera di cedimento 15 e,
- una seconda posizione di commutazione corrispondente alla configurazione di frenata indiretta, in cui la pompa comandata 11 ? in collegamento con il freno idraulico 8 e la pompa freno 5 ? in collegamento con la camera di cedimento 15
? un sistema di azionamento commutazione (28), innescabile elettricamente, per effettuare uno scorrimento del dispositivo otturatore (26) dalla prima posizione di commutazione nella seconda posizione di commutazione,
caratterizzato dal fatto che il dispositivo di commutazione (16) comprende almeno uno di:
i) un sistema di conservazione commutazione (29) che arresta il dispositivo otturatore (26) nella seconda posizione di commutazione tramite una forza di arresto non elettromagnetica, scelta nel gruppo costituito da forze fluido-meccaniche, forze elastiche, forze meccaniche, forze magnetiche permanenti,
OPPURE
ii) un sistema di amplificazione (30) comprendente:
- un accumulatore di energia potenziale (31), non elettrica, e
- un connettore commutabile (32) per scollegare e collegare l?accumulatore di energia potenziale (31) con il dispositivo otturatore (26) della valvola di selezione idraulica (21), in cui un attuatore (33) del sistema di azionamento commutazione (28) applica una forza di azionamento al connettore commutabile (32) per collegare l?accumulatore di energia potenziale (31) con il dispositivo otturatore 26, e detta forza di azionamento ? inferiore ad una forza di commutazione esercitata dall?accumulatore di energia potenziale (31) sul dispositivo otturatore (26) per spostare o mantenere il dispositivo otturatore (26) nella seconda posizione di commutazione.
2. Sistema frenante (1) secondo la rivendicazione 1, in cui:
- il sistema di conservazione commutazione (29) realizza anche il sistema di amplificazione (30),
- in caso di completa assenza di alimentazione elettrica al sistema frenante (1), la valvola di selezione idraulica (21) si posiziona automaticamente meccanicamente nella prima posizione di commutazione, corrispondente alla configurazione di frenata diretta.
3. Sistema frenante (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il dispositivo otturatore (26) ? scorrevole linearmente lungo una corsa di commutazione lineare e permanentemente elasticamente sollecitato verso la prima posizione di commutazione, ed il sistema di azionamento commutazione (28) include un attuatore lineare ed ? configurato per esercitare sul dispositivo otturatore (26) una spinta traslatoria lineare verso le rispettive posizioni di commutazione prima e/o seconda.
4. Sistema frenante (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto accumulatore (31) di energia potenziale, non elettrica, comprende uno di:
- un accumulatore di gas compresso 34, una molla elastica (35), un magnete permanente (36),
ed il corrispondente connettore commutabile (32) comprendere uno di:
- una valvola pneumatica (37) di selezione o ON/OFF, un meccanismo di accoppiamento/disaccoppiamento meccanico (38), un meccanismo di accoppiamento magnetico (39) o un meccanismo di spostamento (40) di un magnete permanente (36).
5. Sistema frenante (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il dispositivo di commutazione (16) comprende:
? un attuatore pneumatico (41) collegato con il dispositivo otturatore (26) della valvola di selezione idraulica (21),
? un accumulatore di gas compresso (34),
? una valvola pneumatica (37) collegata tra l?accumulatore di gas compresso (34) e l?attuatore pneumatico (41),
in cui la valvola pneumatica (37) ? pilotata dal controllore elettronico (18) ed azionabile elettricamente, e spostabile tra:
- una posizione chiusa in cui l?accumulatore di gas compresso (34) ? disaccoppiato dall?attuatore pneumatico (41) e l?attuatore pneumatico (41) ? collegato con un?apertura di sfiato (42), e
- una posizione aperta in cui l?accumulatore di gas compresso (34) ? collegato in comunicazione con l?attuatore pneumatico (41),
in cui:
con la valvola pneumatica (37) nella posizione aperta, l?accumulatore di gas compresso (34) applica una pressione di gas sull?attuatore pneumatico (41) che sposta il dispositivo otturatore (26) dalla prima posizione di commutazione nella seconda posizione di commutazione e continua a spingere e trattenere il dispositivo otturatore (26) nella seconda posizione di commutazione grazie alla pressione fluidostatica del gas compresso,
quando la valvola pneumatica (37) ritorna nella posizione chiusa, una molla di ritorno (45) spinge il dispositivo otturatore (26) della valvola di selezione idraulica (21) nella prima posizione di commutazione, scaricando la pressione di gas residua attraverso l?apertura di sfiato (42) e collegando la pompa freno master (5) con il freno idraulico (8) e collegando la pompa freno comandata (11) con la camera di cedimento (14).
6. Sistema frenante (1) secondo la rivendicazione 5, in cui:
- la valvola pneumatica (37) ? permanentemente elasticamente sollecitata verso la posizione chiusa ed un suo azionamento elettrico provoca lo spostamento nella posizione aperta, e
- in caso di non-alimentazione elettrica della valvola pneumatica (37), la valvola pneumatica (37) si sposta automaticamente in modo meccanico nella posizione chiusa, disaccoppiando l?accumulatore di gas (34) dall?attuatore pneumatico (41) cosicch? la valvola di selezione idraulica (21) si posizioni in automatico nella prima posizione di commutazione corrispondente alla configurazione di frenata diretta.
7. Sistema frenante (1) secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui il dispositivo di commutazione (16) comprende una presa di caricamento gas (46) collegata con l?accumulatore di gas (37) e un sensore di pressione gas (47) in comunicazione con l?accumulatore di gas (37) e in collegamento di segnale con il controllore elettronico (18) e/o con un?unit? di controllo veicolo (19) e configurato per fornire un segnale di pressione gas.
8. Sistema frenante (1) secondo una delle rivendicazioni da 5 a 7, comprendente un sensore di pressione pinza (49?, 49) in comunicazione con il freno idraulico (8) e che fornisce un segnale di pressione pinza, e/o un sensore di pressione comandata (48) in comunicazione con la pompa freno comandata (11) e configurato per fornire un segnale di pressione comandata,
in cui il controllore elettronico (18) comanda il dispositivo di commutazione (16) e la pompa freno comandata (11) in dipendenza del segnale di pressione pinza e/o del segnale di pressione comandata.
9. Modulo BBW (56, 56?, 56??, 56???) per il sistema frenante (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, individualmente fabbricabile ed installabile in detto sistema frenante (1), detto modulo BBW (56, 56?, 56??, 56???) comprendente:
- detta linea idraulica diretta (7) con una porta idraulica master (50) per il collegamento con la pompa freno master (5) e una porta idraulica freno (51) per il collegamento con il freno idraulico (8),
- detta pompa freno comandata (11) con un azionamento (12) elettrico e con una porta idraulica serbatoio (53) per il collegamento con il serbatoio idraulico (20),
- detta linea idraulica indiretta (13),
- detta camera idraulica di cedimento (14),
- detto dispositivo di commutazione (16),
- detto controllore elettronico (18),
- almeno un?interfaccia di collegamento segnale (54, 65, 66) per un collegamento con un?unit? di controllo elettronica (19) del veicolo,
- un connettore di alimentazione elettrica (55).
10. Modulo BBW (56, 56?, 56??, 56???) secondo la rivendicazione 9, in cui il modulo BBW (56, 56?, 56??, 56???) include inoltre la pompa freno master (5) e il sensore di pressione master (17), ed un connettore di segnale master (57) per un collegamento di segnale del sensore di pressione master (17) ad un?unit? di controllo (19) del veicolo.
11. Sistema frenante (1) secondo una delle rivendicazioni da 1 a 8, comprendente un modulo BBW (56) secondo la rivendicazione 9, in cui la pompa freno master (5) comprende un gruppo cilindro pistone con uscita multipla (58) con una prima linea idraulica (59) collegabile alla porta idraulica master (50) del modulo BBW (56) e con una seconda linea idraulica (60) collegata direttamente ad uno o pi? ulteriori freni idraulici (61) del veicolo.
12. Sistema frenante (1) secondo una delle rivendicazioni da 1 a 8, comprendente un primo modulo BBW (56) secondo la rivendicazione 9 ed un secondo modulo BBW (56?) secondo la rivendicazione 9, in cui la pompa freno master (5) comprende un gruppo cilindro pistone con uscita multipla (58) con una prima linea idraulica (59) collegabile alla porta idraulica master (50) del primo modulo BBW (56) e con una seconda linea idraulica (60) collegabile alla porta idraulica master (50) del secondo modulo BBW (56?), e le porte idrauliche freno (51) del primo e secondo modulo BBW (56, 56?) sono collegabili a freni idraulici (8, 8?) o gruppi di freni idraulici (8, 8?) differenti ed indipendentemente comandabili.
13. Sistema frenante (1) secondo una delle rivendicazioni da 1 a 8, comprendente un un primo modulo BBW (56) secondo la rivendicazione 9 ed un secondo modulo BBW (56?) secondo la rivendicazione 9, in cui la pompa freno master (5) comprende un'unica uscita idraulica (64) biforcata in una prima linea idraulica (59) collegabile alla porta idraulica master (50) del primo modulo BBW (56) e una seconda linea idraulica (60) collegabile alla porta idraulica master (50) del secondo modulo BBW (56?), e le porte idrauliche freno (51) del primo e secondo modulo BBW (56, 56?) sono collegabili in modo indipendente a due freni idraulici (8, 8?) o gruppi di freni idraulici (8, 8?) differenti ed indipendentemente comandabili.
14. Sistema frenante (1) secondo una delle rivendicazioni da 1 a 8, comprendente un quattro moduli BBW (56, 56?, 56??, 56???) secondo la rivendicazione 9, in cui la pompa freno master (5) comprende un gruppo cilindro pistone con due uscite idrauliche separate (64, 64?), ciascuna delle quali ? biforcata in una prima linea idraulica (59, 59?) e una seconda linea idraulica (60, 60?), e le quattro linee idrauliche (59, 60, 59?, 60?) sono collegabili alle porte idrauliche master (50) dei quattro moduli BBW (56, 56?, 56??, 56???), e le porte idrauliche freno (51) dei quattro moduli BBW (56, 56?, 56??, 56???) sono collegabili in modo indipendente a quattro freni idraulici (8, 8?, 8??, 8???) o quattro gruppi di freni idraulici differenti e indipendentemente comandabili.
15. Modulo di commutazione per il sistema frenante (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 8, individualmente fabbricabile ed installabile in detto sistema frenante (1), detto modulo di commutazione comprendente detto dispositivo di commutazione (16).
16. Dispositivo di commutazione (16) per un sistema frenante (1) commutabile, comprendente una valvola di selezione idraulica (21) commutabile in una prima posizione di commutazione ed una seconda posizione di commutazione, un sistema di azionamento commutazione (28), innescabile elettricamente, per effettuare commutazione della valvola di selezione idraulica (21) dalla prima posizione di commutazione nella seconda posizione di commutazione,
caratterizzato dal fatto che il dispositivo di commutazione (16) comprende almeno uno di:
i) un sistema di conservazione commutazione (29) che arresta la valvola di selezione idraulica (21) nella seconda posizione di commutazione tramite una forza di arresto non elettromagnetica, scelta nel gruppo costituito da forze fluido-meccaniche, forze elastiche, forze meccaniche, forze magnetiche permanenti,
OPPURE
ii) un sistema di amplificazione (30) comprendente:
- un accumulatore di energia potenziale (31), non elettrica, e
- un connettore commutabile (32) per scollegare e collegare l?accumulatore di energia potenziale (31) con la valvola di selezione idraulica (21),
in cui un attuatore (33) applica una forza di azionamento al connettore commutabile (32) per collegare l?accumulatore di energia potenziale (31) con la valvola di selezione idraulica (21), in cui detta forza di azionamento ? inferiore ad una forza di commutazione esercitata dall?accumulatore di energia potenziale (31) sulla valvola di selezione idraulica (21) per commutarla e mantenerla nella seconda posizione di commutazione.
17. Sistema frenante (1) secondo una delle rivendicazioni da 1 a 8, comprendente: - una prima connessione cablata (65) tra l?unit? di controllo elettronica (19) del veicolo e il controllore elettronico (18) per la trasmissione di primi segnali di controllo del controllore elettronico (18) che vengono ricevuti e elaborati da un processore e software del controllore elettronico (18),
- una seconda connessione cablata (66) tra l?unit? di controllo elettronica (19) del veicolo e il sistema frenante (1) per segnali di abilitazione/disabilitazione dell?alimentazione elettrica di potenza e/o abilitazione del sistema di azionamento commutazione (28), in cui la seconda connessione cablata (66) ? separata dalla prima connessione cablata (65) e bypassa detto processore e software del controllore elettronico (18).
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