BR102013021915A2 - Sistema de direção aplicado em veículos automotores - Google Patents
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Abstract
Sistema de direção aplicado em veículos automotores. É descrito um sistema de direção aplicado em veículos automotores que compreende uma carcaça (10) posicionada no painel 5 (200) do veículo, com a região interna da carcaça (10) apresentando um trilho (1121) que guia o deslocamento ascendente e descendente de um gatilho (112) empurrado por uma contra-mola (1122) quando o condutor empurra ou traciona o comando (101) do volante (100) para, respectivamente, realizar a frenagem ou a aceleração, dito gatilho 10 (112) que apresenta no topo a fixação de um primeiro sensor eletrônico (401) e o trilho (1121) apresenta no topo a fixação de um segundo sensor eletrônico (402), ditos sensores (401) e (402) interligados ao sistema de aceleração do veículo, e um volante (100) disposto na região interna da carcaça (10), dito volante (100) 15 mancalizado inferiormente em um eixo (111) interligado à barra de direção (300) ou a uma central eletrônica (500) e que apresenta na face superior um comando (101) e uma área pressionável para prover o deslocamento de um gatilho (112) do acelerador na face inferior
Description
SISTEMA DE DIREÇÃO APLICADO EM VEÍCULOS
AUTOMOTORES
CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção descreve um sistema de direção aplicado em veículos automotores, Mais especificamente compreende um sistema de direção eletrônico dotado de conexão mecânica entre o volante e a caixa de direção ou uma central eletrônica.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO O sistema de direção tem como função transmitir o movimento rotacional do volante para as rodas e absorver parte dos impactos delas com o solo sem deixar que o motorista os sinta. O sistema de direção dos veículos, que no início da história do automóvel era semelhante ao de uma bicicleta, contando com uma espécie de guidão para o condutor direcioná-lo, chega nos dias atuais com a direção hidráulica que usa a pressão hidráulica para fazer o esforço destinado ao motorista e direcionar o veículo conduzido, fazendo uso de uma bomba hidráulica que é movida pelo motor do veículo e mantém o óleo sob pressão.
No sistema de direção eletro-hidráulica, a bomba hidráulica é movida por um motor elétrico, que por sua vez, é controlado pela central eletrônica do automóvel. Desse modo, o módulo consegue controlar toda a operação da bomba e, por conseqüência, a pressão do sistema e sua atuação na caixa de direção que apresenta sensores para que a central monitore seus movimentos e possa tomar as melhores decisões.
Portanto, os sistemas de direção assistida se encontram em evolução, sendo incorporadas tecnologias que garantem segurança e custos menos elevados que permitam a adaptação em veículos convencionais.
No entanto, em todas as situações se faz necessário usar as duas mãos ao volante e o pé direito para acionar o acelerador ou freio. Adicionalmente, os veículos necessitam de pelo menos três elementos mecânicos dispostos em pontos distintos do veículo - volante e pedais de acelerador e de freio.
Na tentativa de facilitar a condução de veículos, a indústria automobilística lançou recentemente um sistema de direção que apresenta um volante que movimenta uma espécie de potenciômetro, que por sua vez, informa a central eletrônica que ordena a um ou mais motores elétricos que direcione as rodas para o lado escolhido pelo motorista, inexistindo uma coluna de direção. Este sistema denominado drive-by-wire é totalmente eletrônico, com o volante fazendo às vezes de um joystick, instalado no centro do painel do veículo onde normalmente fica localizada a alavanca de câmbio.
Nesse sistema, todo o comando do automóvel fica disposto neste joystick onde ao ser puxado o joystick para trás, é acionado o acelerador. Empurrando o joystick para frente, são acionados os freios. Empurrando o joystick para a direita ou para a esquerda, eletronicamente é acionado um motor elétrico que vira as rodas do automóvel para direita ou esquerda. No entanto, o alto custo de implantação é um empecilho à aplicação generalizada em veículos, bem como sendo afetado no caso de pane elétrica.
No entanto, no caso de pane elétrica, o sistema de direção deixa de funcionar em virtude de inexistir uma coluna de direção que permita a conexão mecânica. De outra forma, o acionamento do acelerador e do freio por vezes gera confusão ao condutor, pois intuitivamente tende a empurrar o joystick para frente para acelerar o veículo e para trás para frear o veículo, movimentos contrários ao sistema drive-by-wire. No caso de uma frenagem de emergência, o abrupto movimento do joystick para trás tende a lançar o corpo do condutor para a frente, com o sério risco de lançar a mão para frente e iniciar o processo de aceleração inadvertidamente.
Dessa forma, se faz necessário um sistema de direção aplicado em veículos que apresente um volante com todos os comandos reunidos, eliminando os pedais de embreagem, de freio e de aceleração, dito volante interligado à coluna de direção do veículo ou a uma central eletrônica.
SUMÁRIO É característica da invenção um sistema de direção adaptado em veículos de câmbio automático, semi-automático ou com sistema contínuo de trocas, tal como sistema CVT (transmissão continuamente variável). É característica da invenção um sistema de direção que permite a condução de ambos os ocupantes dianteiros de um veículo, utilizando apenas uma das mãos, com total conforto e segurança. É característica da invenção um sistema de direção que utiliza a barra de direção original do veículo para promover o giro das rodas ou de forma eletrônica utilizando o sistema drive-by-wire.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS A figura 1 apresenta a representação do posicionamento do volante no painel do veículo. A figura 2 apresenta a vista frontal do volante inserido na carcaça fixa. A figura 3 apresenta vista superior, evidenciando o volante com o comando na face frontal, os batentes e o trilho de deslocamento ascendente e descendente na carcaça fixa. A figura 3A apresenta vista lateral do volante empurrado para frenagem, evidenciando o acionamento do gatilho e a figura 3B apresenta a vista superior do mesmo movimento. A figura 4A apresenta a vista lateral do volante empurrado para frenagem mas sendo mantido pressionado o gatilho de aceleração, e a figura 4B apresenta a vista superior do mesmo movimento. A figura 5A apresenta o volante não deslocado descendente em relação à carcaça, com o sensor (402) posicionado no início do espaço de aceleração, provendo uma aceleração lenta e a figura 5B apresenta a vista superior do mesmo movimento. A figura 6A apresenta o veículo em máxima aceleração, ocasião em que os sensores (402) e (401) estão posicionados adjacentes e a figura 6B apresenta a vista superior do mesmo movimento. A figura 7apresenta o volante acoplado à barra de direção do veículo e ao sistema de freio original. A figura 8 apresenta detalhamento da cremalheira disposta na peça móvel do volante e que se engasta à barra de direção. A figura 9 apresenta o volante e a representação do giro em até 170 graus para prover a rotação das rodas e a figura 9A apresenta a carcaça fixa. A figura 10 apresenta o volante adaptado em veículos com direção eletrônica e desprovidos de coluna de direção. A figura 11A apresenta a vista em corte do volante acoplado a um sistema eletrônico de direção e a figura 11B apresenta a representação do deslocamento da peça móvel do volante para frenagem utilizando sistema eletrônico. A figura 12A apresenta a representação do sistema de freio acoplado a um veículo com barra de direção e a figura 12B apresenta a representação do sistema de freio acoplado em um veículo com direção eletrônica. A figura 13A apresenta representação do sistema mecânico de freio aplicado em um veículo com barra de direção, evidenciando o gatilho desacionado e a figura 13B apresenta a representação do sistema mecânico de freio aplicado em um veículo com direção eletrônica, evidenciando o gatilho desacionado. A figura 14A apresenta a representação do sistema mecânico de freio aplicado em um veículo com barra de direção, evidenciando o freio acionado e o gatilho desacionado se afastando da barra que puxa o cabo do acelerador, impossibilitando a aceleração; e a figura 14B apresenta a representação do sistema mecânico de freio aplicado em um veículo direção eletrônica, evidenciando o freio acionado e o gatilho desacionado se afastando da barra que puxa o cabo do acelerador, impossibilitando a aceleração. A figura 15A apresenta representação do sistema mecânico de freio aplicado em um veículo com barra de direção, evidenciando a barra tracionando o cabo do acelerador e a figura 15B apresenta representação do sistema mecânico de freio em um veiculo com direção eletrônica, evidenciando a barra tracionando o cabo do acelerador.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO O sistema de direção aplicado em veículos, objeto da presente invenção, compreende uma carcaça (10) posicionada no painel (200) do veículo, preferentemente na região central, entre os dois ocupantes dianteiros do automóvel, permitindo a condução por ambos ocupantes.
Na região interna da carcaça (10) é disposto um volante (100) mancalizado inferiormente em um eixo (111) interligado à barra de direção (300) do veículo ou a uma central eletrônica (400), dito volante (100) que realiza um movimento ascendente e descendente para aceleração e frenagem, respectivamente, e movimento giratório. O volante (100) apresenta na face superior um comando (101) onde são dispostos os manípulos para a condução do veículo, tal como aceleração, direção, frenagem, trocas de marcha, buzina, setas, permitindo o acionamento por apenas uma das mãos do condutor para a dirigibilidade do veículo e uma área pressionável para prover o deslocamento de um gatilho (112) do acelerador na face inferior.
Na superfície interna da carcaça (10) é previsto um trilho (1121) que guia o deslocamento ascendente e descendente do gatilho (112) quando o condutor empurra ou traciona o comando (101) do volante (100) para, respectivamente, realizar a frenagem ou a aceleração. O gatilho (112) apresenta no topo a fixação de um primeiro sensor eletrônico (401) e o trilho (1121) apresenta no topo a fixação de um segundo sensor eletrônico (402), ditos sensores (401) e (402) interligados ao sistema de aceleração do veículo. O comando (101) do volante (100), ao ser empurrado pelo usuário para a frenagem, provoca o deslocamento do gatilho (112) no trilho (1121), dito gatilho (112) empurrado pela contra-mola (1122), conforme apresentado nas figuras 3A e 3B, de forma a manter o sensor (401) alinhado com a borda superior da carcaça (10). Nesta situação, o sensor (402) se afasta do sensor (401), cessando a aceleração.
Conforme apresentado nas figuras 4A e 4B, o gatilho de aceleração (112) se encontra pressionado, mas o sensor (402) está afastado do sensor (401), não havendo contato para a aceleração.
Dessa forma, durante a frenagem, a contra-mola (1122) mantém o sensor (401) afastado do sensor (402). Mesmo que o condutor mantenha o gatilho de aceleração (112) pressionado enquanto desloca o volante (100) descendente em relação à carcaça (10), num movimento típico de frenagem, o distanciamento dos sensores (401) e (402) desabilita a aceleração.
Conforme apresentado na figura 5A, o volante (100) não está deslocado descendente em relação à carcaça (10), de forma que o freio não está acionado. Nesta situação é possível verificar que o sensor (402) está no início do espaço de aceleração, provendo uma aceleração lenta que aumenta à medida que o gatilho (112) for sendo pressionado pelo condutor, de forma a aproximar os sensores (402) e (401), obtendo a aceleração máxima, conforme apresentado nas figuras 6A e 6B.
Para a frenagem do veículo, o condutor cessa a pressão no gatilho (112) do volante (100) e empurra descendentemente o volante (100) em direção à base da carcaça (10) mediante tensionamento de uma mola (20) disposta entre a base do volante (100) e a dita carcaça (10), atuando em uma peça com rolamento interno (113) interligada ao sistema de freio do veículo (400), conforme apresentado na figura 7. Finda a pressão do usuário no volante (100), a mola (20) retorna dito volante (100) à posição inicial, cessando a frenagem.
Na coluna de direção (300) é previsto um guia ou trilho (301) de forma que uma cremalheira (102) disposta na peça móvel (11), conforme apresentado na figura 8, se engasta à coluna de direção (300) sempre que o volante (100) for girado solidariamente à barra de direção (300) e, consequentemente, promovendo a movimentação das rodas do veículo, conforme apresentado nas figuras 9.
Para as manobras do veículo para a direita ou para a esquerda, o volante (100) é girado para o respectivo lado, com um giro máximo de 170 graus para ambos os lados, suficiente para prover o giro total da roda, conforme apresentado na figura 9. Quando o comando (101) é girado totalmente, um batente (1011) disposto na periferia do comando (101) interfere no batente (105) disposto na superfície da carcaça (10) de forma a limitar o giro total do comando (101). O sistema de direção pode ser adaptado em veículos com direção eletrônica desprovidos de coluna de direção, conforme apresentado na figura 10, de forma que o eixo (111) do volante é conectado em uma central eletrônica (500), com o giro das rodas promovido por motores elétricos.
No comando (101) é previsto um gatilho (112) que, ao ser pressionado realiza um deslocamento por um trilho (1121) dotado de uma contra-mola (1122), promovendo aceleração do veículo mediante acionamento do cabo do acelerador (30), conforme figura 8C.
Alternativamente, tanto em veículos com barra de direção (300) ou com direção eletrônica (400), conforme apresentado nas figuras 12A e12B, respectivamente, é prevista uma barra fixa (50) interligada ao cabo do acelerador (30) do veículo e alinhada com o gatilho (112) na posição de aceleração.
Quando o gatilho (112) é pressionado pelo condutor, empurra a barra (50) que puxa o cabo do acelerador (30), promovendo a aceleração do veículo, conforme apresentado na figura 13A e 13B.
Quando a peça móvel (11) é deslocada descendentemente na carcaça (10), o gatilho (112) se afasta da barra (50), promovendo a desaceleração e a frenagem do veículo, conforme apresentado nas figuras 14A e 14B. Assim, mesmo que o condutor freie e acelere o automóvel ao mesmo tempo, o gatilho (112) e a barra (50) interligada ao cabo do acelerador (30) estão distantes, sendo a aceleração anulada, priorizando o funcionamento do freio. REIVINDICAÇÕES:
Claims (5)
1. SISTEMA DE DIREÇÃO APLICADO EM VEÍCULOS AUTOMOTORES caracterizado por compreender: a) uma carcaça (10) posicionada no painel (200) do veículo, com a região interna da carcaça (10) apresentando um trilho (1121) que guia o deslocamento ascendente e descendente de um gatilho (112) empurrado por uma contra-mola (1122) quando o condutor empurra ou traciona o comando (101) do volante (100) para, respectivamente, realizar a frenagem ou a aceleração, dito gatilho (112) que apresenta no topo a fixação de um primeiro sensor eletrônico (401) e o trilho (1121) apresenta no topo a fixação de um segundo sensor eletrônico (402), ditos sensores (401) e (402) interligados ao sistema de aceleração do veículo; b) um volante (100) disposto na região interna da carcaça (10), dito volante (100) mancalizado inferiormente em um eixo (111) interligado à barra de direção (300) e que apresenta na face superior um comando (101) e uma área pressionável para prover o deslocamento de um gatilho (112) do acelerador na face inferior, dito volante que apresenta entre a base e a carcaça (10) a disposição de uma mola (20) que atua em uma peça com rolamento interno (113) interligada ao sistema de freio do veículo (400); c) barra de direção (300) apresentando um guia (301) que engasta uma cremalheira (102) disposta na peça móvel (11) à coluna de direção (300) sempre que o volante (100) for girado solidariamente à barra de direção (300).
2. SISTEMA DE DIREÇÃO APLICADO EM VEÍCULOS AUTOMOTORES caracterizado por compreender: a) uma carcaça (10) posicionada no painel (200) do veículo, com a região interna da carcaça (10) apresentando um trilho (1121) que guia o deslocamento ascendente e descendente de um gatilho (112) empurrado por uma contra-mola (1122) quando o condutor empurra ou traciona o comando (101) do volante (100) para, respectivamente, realizar a frenagem ou a aceleração, dito gatilho (112) que apresenta no topo a fixação de um primeiro sensor eletrônico (401) e o trilho (1121) apresenta no topo a fixação de um segundo sensor eletrônico (402), ditos sensores (401) e (402) interligados ao sistema de aceleração do veículo; b) um volante (100) disposto na região interna da carcaça (10), dito volante (100) mancalizado inferiormente em um eixo (111) interligado à central eletrônica (400) e que apresenta na face superior um comando (101) e uma área pressionável para prover o deslocamento de um gatilho (112) do acelerador na face inferior, dito volante que apresenta entre a base e a carcaça (10) a disposição de uma mola (20) que atua em uma peça com rolamento interno (113) interligada ao sistema de freio do veículo (400).
3. SISTEMA DE DIREÇÃO APLICADO EM VEÍCULOS AUTOMOTORES, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato do afastamento dos sensores (401) e (402) cessar a aceleração, sendo o afastamento dos sensores (401) e (402) efetivado quando o comando (101) do volante (100) é empurrado pelo usuário para a frenagem, provocando o deslocamento do gatilho (112) no trilho (1121), dito gatilho (112) empurrado pela contra-mola (1122), mantendo o sensor (401) alinhado com a borda superior da carcaça (10).
4. SISTEMA DE DIREÇÃO APLICADO EM VEÍCULOS AUTOMOTORES, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato de ser previsto um batente (1011) disposto na periferia do comando (101) que interfere no batente (105) disposto na superfície da carcaça (10) de forma a limitar o giro total do comando (101).
5. SISTEMA DE DIREÇÃO APLICADO EM VEÍCULOS AUTOMOTORES, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato de alternativamente ser prevista uma barra fixa (50) interligada ao cabo do acelerador (30) do veículo e alinhada com o gatilho (112) na posição de aceleração, dito gatilho (112) que ao ser pressionado pelo condutor, empurra a barra (50) que puxa o cabo do acelerador (30), promovendo a aceleração do veículo.
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B11A | Dismissal acc. art.33 of ipl - examination not requested within 36 months of filing | ||
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