BR102013030862A2 - método e arranjo de controle para controlar a cadeia cinemática de um veículo, e, máquina de trabalho - Google Patents

Abstract

método e arranjo de controle para controlar a cadeia cinemática de um veículo, e, máquina de trabalho. a invenção se refere a um método para controlar a cadeia cinemática de um veículo, o método compreendendo determinar o gradiente da superficie (28) sobre a qual o veículo é acionado, e controlar a cadeia cinemática e freio (12) de acordo com o gradiente determinado da superficie (28) e/ou o peso (gtk) do veículo (10). no método de acordo com a invenção, quando o veículo (10) está se movendo ao longo da superficie inclinada (28), o freio (12) do veículo (10) é liberado depois de um retardo de tempo (work_brake_release_delay) a partir do momento de engate da cadeia cinemática. o comprimento do retardo de tempo (work_brake_release_delay) é controlado como uma função do gradiente da superficie (28) e/ou do peso (gtk) do veículo (10). a invenção também se refere a um arranjo de controle de acordo com o método de acordo com a invenção, bem como a máquina de trabalho que compreende um arranjo de controle de acordo com o método da invenção.

Description

“MÉTODO E ARRANJO DE CONTROLE PARA CONTROLAR A CADEIA CINEMÁTICA DE UM VEÍCULO, E, MÁQUINA DE TRABALHO” Campo da invenção A invenção se refere a um método e um arranjo de controle para controlar a cadeia cinemática de um veículo. A invenção também se refere a uma máquina de trabalho.

Fundamentos da invenção Um problema encontrado que se relaciona à cadeia cinemática em veículos, e particularmente em várias máquinas de trabalho móveis, sobre terrenos fora da rede de estradas, é o comportamento da máquina de trabalho, causado pela cadeia cinemática, quando a máquina de trabalho, que foi paralisada por algum tempo ou até mesmo apenas por um momento, se move novamente. Atualmente, muitas de tais máquinas de trabalho são tipicamente equipadas com um freio de operação, que é engatado quando o pedal de acelerador de motor que controla a cadeia cinemática é liberado na paralisação da máquina de trabalho, e são liberados quando esse pedal é pressionado ao se mover novamente. Se a máquina de trabalho não compreende um assim chamado sistema de arranque assistido em subidas e a máquina de trabalho está se movendo sobre uma inclinação de subida, a máquina de trabalho irá tipicamente primeiro desliza por uma pequena distância em descida até sua cadeia cinemática ser sufícientemente engatada. Como um resultado, em uma tal situação, o pedal de acelerador é normalmente pressionado mais fortemente durante o movimento, e em muitos casos até mesmo mais do que seria necessário, de forma que, em um momento posterior, as rodas da máquina de trabalho usualmente perdem sua aderência sobre o solo, porque, devido à inércia da cadeia cinemática, a potência ajustada irá chegar às rodas de tração primeiro depois de um dado tempo de retardo (dependendo da engrenagem de acionamento e da transmissão de potência). A perda da aderência da roda deve ser evitada particularmente em condições de neve ou gelo, porque o resultado podería então ser aquele em que as rodas começam a girar até uma tal extensão que o movimento se tomará difícil no conjunto. O fenômeno acima apresentado toma difícil orientar a máquina de trabalho, e sobre o terreno, o giro das rodas também causa o rompimento desnecessário do solo.

Os problemas acima apresentados, relacionados ao movimento sobre uma superfície inclinada, foram solucionados por vários sistemas de arranque assistido em subidas. Nas soluções conhecidas, a força de frenagem do freio de operação. (isto é, o torque que diminui a rotação livre das rodas) e a força de acionamento gerada pela cadeia cinemática (isto é, normalmente o torque gerado nas rodas) são normalmente controladas de uma tal maneira que a potência de movimento gerada por gravidade e dependente do peso da máquina de trabalho e sobre o gradiente da montanha (descida) não excede a força de retenção conjuntamente gerada pelos freios e a cadeia cinemática em qualquer estágio de arranque em subida. Em outras palavras, o princípio do sistema de arranque assistido em subida é que, quando o veículo se move na subida, a força que mantém o veículo estacionário é transferida a partir dos freios para a cadeia cinemática sem ser reduzida, em que o veículo pode ser movido suavemente sem solavancos. Um tal conhecido sistema de arranque assistido em subida é descrito, por exemplo, na US 2010/0168974 Al. Este sistema de arranque assistido em subidas mantém os freios da máquina de trabalho engatados até a cadeia cinemática ter sido engatada, pela qual a máquina de trabalho não mais retomará em descida antes de se mover na direção de condução pretendida.

Em sistemas de arranque assistido em subidas do estado da arte, o torque gerado pelos freios é convencionalmente ajustados de acordo com a maneira em que o condutor da máquina pressiona o pedal de acelerador sobre uma inclinação de subida, quando se move na subida. Assim, a força de frenagem deve ser diminuída de acordo com a posição do pedal de acelerador; em outras palavras, deve-se estimar a força mínima a ser gerada pelos freios de forma que a máquina não iria primeiro retomar. Isso é desafiador, se o gradiente da montanha e o peso da máquina de trabalho não são conhecidos suficientemente precisamente. Além disso, mesmo se este dado for frequentemente disponível nos sistemas da arte anterior, os torques sobre as rodas devem ser determinados suficientemente precisamente de forma que a cadeia cinemática não seja excessivamente carregada, os freios restringindo a rotação das rodas demasiadamente.

Breve sumário da invenção r E um objetivo da invenção o de prover um novo método, pelo qual a cadeia cinemática e força de frenagem de um veículo podem ser controlados em uma situação de movimento sobre uma montanha de uma tal maneira que as aderências das rodas do veículo a serem controladas pelo método não sejam perdidas sobre a superfície do solo, particularmente quando o veículo está se movendo em subida, e é simultaneamente garantido de uma maneira mais simples e mais segura do que antes, que a cadeia cinemática do veículo não pode ser sobrecarregada, embora o retomo seja impedido pelos freios. It é também um objetivo da invenção o de prover um arranjo de controle que funciona de acordo com o método da invenção, bem como uma máquina de trabalho com um arranjo de controle que funciona de acordo com o método da invenção. A invenção é baseada na propriedade da cadeia cinemática que atinge a força de acionamento que mantém o veículo estacionário e move o mesmo para frente, depois da colocação em funcionamento da engrenagem de acionamento, levar mais tempo quanto maior for a inclinação da montanha ou colina (isto é, a superfície inclinada), ao longo da qual o veículo está se movendo, e quanto mais pesado for o veículo. Assim, por retardo do momento de liberação do freio que mantém o veículo estacionário, com um retardo de tempo cujo comprimento é dependente do gradiente da superfície e do peso do veículo, é possível impedir que o veículo deslize para trás em descida, sem ajustar precisamente a força de frenagem gerada pelo freio e a força de acionamento gerada pela cadeia cinemática no momento de movimento. Mais precisamente, o método de acordo com a invenção é caracterizado pelo fato do que será apresentado na reivindicação independente 1. O arranjo de controle e a máquina de trabalho de acordo com a invenção, por sua vez, são caracterizadas pelo qual é apresentado nas reivindicações 8 e 13, respectivamente. As reivindicações independentes 2a 7, 9al2, e 14a 15 apresentam algumas modalidades vantajosas do método, do arranjo de controle, e da máquina de trabalho de acordo com a invenção. O método, o arranjo de controle e a máquina de trabalho de acordo com a invenção têm a vantagem que, graças ao ajuste do comprimento do retardo de tempo, não existe nenhuma necessidade de ajustar a força de frenagem e a força gerada pela cadeia cinemática (isto é, os torques normalmente atuando sobre as rodas do veículo) uma com relação à outra. Em outras palavras, pelo método pelo arranjo de controle de acordo com a invenção, é possível impedir que o veículo deslize para trás em descida antes de a cadeia cinemática ser engatado, sem um risco de sobrecarregamento da cadeia cinemática (por causa da manutenção do veículo estacionário pelos freios), por uma técnica mais simples do que anteriormente. Além disso, o método e o arranjo de controle de acordo com a invenção têm a vantagem que o mesmo sistema pode ser aplicado, independentemente do princípio de operação da cadeia cinemática, por determinar, para a cadeia cinemática em questão, uma interdependência apropriada entre a duração do retardo de tempo e o gradiente da superfície.

Deve ser observado que o termo “gradiente da superfície” é frequentemente usado na descrição desta invenção. Ele se refere ao gradiente da superfície sobre a qual o veículo é estacionário ou em movimento.

Consequentemente, o gradiente da superfície pode se referir, por exemplo, à inclinação da superfície que consiste de um terreno fora da rede de estradas, ou de uma construção (tal como uma estrada, um piso, uma rampa, uma ponte, ou similar) acima do solo.

Em um primeiro aspecto do método de acordo com a invenção, o peso do veículo é determinado com base em se o veículo está carregado e quão pesada é sua carga.

Em um segundo aspecto do método de acordo com a invenção, o peso do veículo é determinado por meio de um dispositivo de medição de peso no veículo.

Em um terceiro aspecto do método de acordo com a invenção, o retardo de tempo é iniciado quando a relação de transmissão da transmissão do veículo é maior do que zero.

Em um quarto aspecto do método de acordo com a invenção, abaixo de um valor limite predeterminado, o retardo de tempo aumenta iinearmente como uma função do gradiente da superfície.

Em um quinto aspecto do método de acordo com a invenção, a taxa de aumento no retardo de tempo é controlada de acordo com o peso do veículo.

Em um sexto aspecto do método de acordo com a invenção, depois de um determinado valor limite, o retardo de tempo é mantido constante.

Em um primeiro aspecto de um arranjo de controle de acordo com a invenção, o sistema de controle do veículo compreende um controlador programável, e um dispositivo para retardar o freio é um programa armazenado no controlador programável.

Em um segundo aspecto de um arranjo de controle de acordo com a invenção, os instrumentos de medição compreendem pelo menos um sensor de inclinação, que é configurado para medir a posição de pelo menos alguma parte do veículo com relação ao plano horizontal, para determinar o gradiente da superfície.

Em um terceiro aspecto de um arranjo de controle de acordo com a invenção, o arranjo de controle compreende um dispositivo para determinar a direção de condução, para determinar se o veículo vai se mover para a subida ou para a descida ao longo da superfície inclinada.

Em um quarto aspecto de um arranjo de controle de acordo com a invenção, o arranjo de controle compreende um elemento de determinação de peso para determinar o peso do veículo.

Em um primeiro aspecto da máquina de trabalho de acordo com a invenção, a máquina de trabalho é uma máquina de trabalho acionada hidraulicamente e/ou eletricamente.

Em um segundo aspecto da máquina de trabalho de acordo com a invenção, a máquina de trabalho é uma máquina florestal.

Descrição dos desenhos A seguir, a invenção será descrita em mais detalhe com referência aos desenhos anexos, nos quais: Fig. 1 mostra uma máquina florestal equipada com um arranjo de controle de cadeia cinemática de acordo com a invenção, sobre uma superfície inclinada, Fig. 2 mostra o esquema hidráulico para o freio de operação da máquina florestal mostrada na figura 1, e Fig. 3 mostra um gráfico mostrando a relação entre o retardo de tempo entre o engate da cadeia cinemática e a liberação do freio de operação da máquina florestal mostrada nas figuras precedentes, e o gradiente da superfície.

Descrição detalhada de algumas modalidades da invenção A figura 1 mostra uma máquina florestal 10, que é, neste caso, um veículo carregador-transportador. Como mostrado na figura 2, o veículo carregador-transportador 10 compreende um freio de operação 12 e uma transmissão de acionamento hidráulico, os quais são controlados de acordo com o método da invenção, isto é, de uma tal maneira que um retardo de tempo é provido entre o momento de liberação do freio de operação e o engate da transmissão de acionamento, de forma que, quando em movimento sobre uma superfície inclinada 28 (isto é, sobre uma colina ou montanha), como mostrada na figura 1, de forma que a direção de movimento é de subida, o freio de operação é somente liberado depois do dito retardo de tempo. O retardo de tempo é iniciado a partir do momento quando a cadeia cinemática é engatada, isto é, quando o condutor da máquina pressiona sobre o pedal de acelerador 22 do motor de acionamento 26 na cabina 24. Por meio desta operação, no caso de transmissão de energia hidráulica, o condutor da máquina aumenta quando revoluções do motor de acionamento 26, que gira uma bomba hidráulica, em que o sistema de controle do veículo carregador-transportador 10 direciona o meio de pressão provido pela bomba hidráulica para o motor hidráulico que gira as rodas. O veículo carregador-transportador 10 mostrado na figura 1 podería também ser equipado com uma cadeia cinemática elétrica. Assim, o pressionamento sobre o pedal de acelerador significaria que energia elétrica é fornecida para o/os motor/motores elétrico/elétricos que giram as rodas da máquina de trabalho, com uma força dependente da posição do pedal de acelerador. O sistema de transmissão de energia hidráulica do veículo carregador-transportador mostrado na figura 1 pode ser, por exemplo, um sistema de motor único, similar àquele descrito no pedido de patente anterior da depositante FI 20115671. De uma maneira correspondente, a cadeia cinemática elétrica podería ser implementada por provisão de todas das rodas de tração com respectivos motores elétricos, os quais são, por exemplo, motores de corrente contínua, cuja energia é controlada por controle do comprimento e/ou frequência dos pulsos de corrente elétrica pulsada fornecida aos mesmos. Um dispositivo de transmissão (por exemplo, uma engrenagem planetária, uma engrenagem diferencial, ou similar) pode também ser provido entre os motores elétricos e as rodas, para prover as rodas de tração com uma velocidade de rotação apropriada e torque.

Independentemente da implementação da cadeia cinemática, a cadeia cinemática e o freio podem ser controlados por um sistema de controle eletrônico. Em um sistema de controle que aplica o método de acordo com a invenção, um tal sistema de controle compreende um controlador programável no chassi dianteiro 20 do veículo carregador-transportador mostrado na figura 1. Nesta modalidade, ele é um assim chamado controlador de módulo de quadro (FRC) para controlar, dentre outros componentes, a cadeia cinemática e o freio de operação 12. Quando um sistema de transmissão de acionamento hidráulico é aplicado, a liberação do freio de operação 12 é controlada pelo controlador programável de uma maneira mostrada no esquema hidráulico da figura 2, por meio de uma válvula magnética 16 incluída em um sistema de controle 14. A válvula magnética 16 é controlada para manter as válvulas de controle 18 do freio de operação 12 abertas e, assim, o freio de operação 12 engatado por um tempo de retardo dependente do gradiente da superfície 28 e do peso da máquina de trabalho 10, quando o condutor começa a pressionar sobre o pedal de acelerador 22 do motor, isto é, a aumentar a relação de transmissão da cadeia cinemática para se mover em subida.

No sistema da figura 2, o gradiente da superfície 28 é medido por sensores de inclinação colocados no chassi dianteiro 20 do veículo carregador-transportador 10. Tipicamente, os sensores de inclinação compreendem, por exemplo, um giroscópio e um inclinômetro. O inclinômetro mede o ângulo de inclinação do chassi dianteiro 20 do veículo carregador-transportador 10 com relação ao plano horizontal obtido com o giroscópio. Isto corresponde precisamente ao gradiente da superfície 28, sobre a qual o veículo carregador-transportador 10 foi impulsionado quando o solo é um plano inclinado chato ao longo do qual o veículo, isto é, o veículo carregador-transportador 10 no caso da figura 1, está se movendo. Os sensores de inclinação poderíam também ser colocados meramente ou adicionalmente no chassi traseiro 30, pelo qual o valor do gradiente da superfície podería ser determinado com base somente em uma posição do chassi traseiro, ou tanto do chassi traseiro 30 quanto do chassi dianteiro 20.

Na realidade, a superfície, sobre a qual, por exemplo, um veículo acionado por rodas está se movendo, pode também ser irregular na área entre as rodas do veículo, quando o veículo é acionado sobre um terreno (fora da rede de estradas). No momento de se mover, todavia, o ângulo de inclinação na direção de deslocamento do veículo normalmente corresponde ao ângulo de elevação médio formado pelo contorno do terreno abaixo das rodas, porque a força que move o veículo na descida (a despeito do contorno do terreno no momento do movimento) pode ser considerada que é causada pela gravidade do veículo em relação ao ângulo de inclinação de seu chassi, de uma tal maneira que a força gravitacional () efetiva sobre o veículo na direção vertical seguirá a seguinte equação vetorial: em que: F3 é uma força na direção da superfície do solo paralela ao veículo; fít é uma força de suporte transversal à superfície do solo paralela ao veículo. A fórmula (1) ilustra uma situação em que a fricção entre as rodas do veículo e a superfície do solo não é levada em conta, nos mancais das rodas e a transmissão de potência. Por conseguinte, a força atual máxima na direção da superfície do solo, que os freios do veículo devem compensar, para impedir que veículo deslize em descida, é, na prática, sempre menor em magnitude do que a força máxima teórica Fs. Todavia, a força atual K- necessária para manter o veículo estacionário é naturalmente diretamente proporcional à força Fs, de forma que a magnitude da força que mantém o veículo estacionário no momento do movimento é determinada de acordo com o ângulo de inclinação do veículo em sua direção de deslocamento, porque ele é exatamente este ângulo de inclinação que determina a direção em que o veículo está passando a deslizar, mesmo se o ângulo de inclinação se alterou imediatamente depois de iniciar o deslizamento. Como um resultado, a força necessária para a frenagem ou para manter o veículo estacionário, determinada com base no ângulo de sua inclinação medida por sensores de inclinação, é um bom ponto de da colocação em funcionamento quando se examina a força requerida para impedir, por exemplo, que o veículo carregador-transportador 10 mostrado na figura 1 deslize em descida em uma situação de movimento sobre uma montanha. Além disso, é óbvio que a magnitude da força que mantém o veículo estacionário também depende de seu peso, porque a força K aumenta na proporção direta a um aumento na força gravitacional Crt, como é também clara, dentre outros fatores, a partir da fórmula (1).

Todavia, no método de acordo com a invenção, não existe nenhuma necessidade de determinar a exigida força de frenagem precisamente, porque, na prática, por exemplo, a força de frenagem do freio de operação 12 do veículo carregador-transportador 10 mostrado na figura 1 é normalmente claramente mais alta do que a magnitude da força K efetiva sobre ele, em que o veículo carregador-transportador 10 não se move em descida mesmo se fosse submetido a outras forças externas, em adição à força T-. Ao invés disso, o método de acordo com a invenção utiliza o ângulo medido de inclinação em paralelo à direção de deslocamento para determinar um retardo de tempo apropriado entre o pressionamento do pedal de acelerador e a liberação (completa) do freio, de uma tal maneira que as forças que mantêm o veículo estacionário (as forças geradas pelo freio e a transmissão de acionamento) entre o retardo hidráulico e o mecânico entre o pressionamento do pedal e o engate atual da cadeia cinemática não podem se tomar menores do que a força K. O retardo de tempo é proporcional ao ângulo de inclinação e ao peso do veículo, porque quanto maior a força Fs e assim a força K, tanto mais longo o tempo levado pela transmissão de potência para produzir a força que é suficiente para compensar a força ^V. Como um resultado, é possível impedir que, por exemplo, o veículo carregador-transportador 10 da figura 1, deslize em descida em uma situação de movimento sobre uma montanha, por retardar a liberação de seu freio de operação 12 por um retardo de tempo cujo comprimento é aumentado por uma dada relação quando o ângulo de inclinação obtido a partir dos sensores de inclinação aumenta.

Em uma modalidade do método de acordo com a invenção usado para controlar a cadeia cinemática e o freio de operação 12 do veículo carregador-transportador 10 mostrada na figura 1, o uso do acima mencionado retardo de tempo é determinado de acordo com um parâmetro (WORKBRAKERELEASEDELAYMINANGLE) a ser ajustado no controlador programável. Neste parâmetro, é possível alimentar um gradiente da superfície (isto é, no caso do veículo carregador-transportador da figura 1, o ângulo de inclinação do chassi dianteiro 20) a ser usado como um valor limite; com valores medidos mais altos para o ângulo de inclinação, o retardo de tempo para liberar o freio de operação é aplicado. O parâmetro WORKBRAKERELEASEDELAY determinará o comprimento do retardo de tempo para valores mais altos do ângulo de inclinação do que o valor mínimo determinado pelo parâmetro (WORK_BRAKE RELEASE_DEL A Y_MIN_ANGLE). O retardo de tempo (WORK_BRAKE_RELEASE_DELAY) será determinado a partir de valores do ângulo de inclinação medido pelo controlador programável, por exemplo, por meio de uma dependência linear de uma tal maneira que, quando o ângulo de inclinação excede o valor mínimo dado para o parâmetro (WORK_BRAKE_RELEASE_DELAY_MIN_ANGLE), o controlador fornecerá para o parâmetro (WORK_BRAKE_RELEASE_DELAY) um valor: (WORK BRAKE RELEASE DELAY) = k* aha, (2) em que: k é um coeficiente angular, aha é o ângulo de inclinação do chassi dianteiro medido por sensores de inclinação. A magnitude do coeficiente angular k é dependente do retardo hidráulico e o mecânico relacionado à cadeia cinemática do veículo carregador-transportador 10, bem como do peso do veículo carregador-transportador 10. O coeficiente angular k pode ser determinado, por exemplo, experimentalmente, mas um valor para ele pode também ser dado por meio de, por exemplo, um modelo de cálculo formado por fórmulas empíricas baseadas em experiência, ou, por exemplo, com base em cálculos baseados na modelação precisa da cadeia cinemática, ou, por exemplo, por fornecer ao mesmo um valor alimentado preliminar que é então ajustado para ser mais apropriado com base em uma marcha de teste ou experiência de uso futuro, se necessário. Se o veículo carregador-transportador 10 tivesse, por exemplo, uma cadeia cinemática baseado em motores elétricos do tipo acima descrito, o valor do coeficiente angular k provavelmente seria diferente do valor no caso de cadeia cinemática hidráulico. O diagrama da figura 3 mostra um exemplo de como o comprimento do parâmetro (WORK_BRAKEJRELEASE_DELAY), isto é, o retardo de tempo, aumenta quando o gradiente da superfície aumenta depois do valor do parâmetro (WORK BRAKE RELEAS E DELAY_MIN_ANGLE) ter sido excedido, de acordo com a dependência linear definida pela fórmula (2).

Como mostrado na figura 3, quando o gradiente da superfície, o "ângulo da montanha” (isto é, aha) é abaixo de um dado valor (correspondente ao valor dado para o parâmetro (WORK_BRAKE_RELEASE_DELAY_MlN_ANGLfe)), o retardo de tempo, isto é, o valor do parâmetro (WORK_BRAKE_RELEASE_DELAY)), é zero. Assim, o freio de operação 12 é imediatamente liberado quando o condutor da máquina começa a pressionar sobre o pedal de acelerador 22. Se o gradiente da superfície (isto é, o ângulo de inclinação aha da máquina de trabalho) excede o valor mínimo determinado pelo parâmetro (WORK_BRAKE_RELEASE__DELAY_MIN__ANGLE), o controlador fornecerá o parâmetro (WORK BRAKE RELEASE DELAY), isto é, o retardo de tempo, um valor que é maior do que 0 s. Em uma modalidade do método de acordo com a invenção, o valor mínimo é obtido com o valor 3 do ângulo de inclinação, e a partir disto, o retardo de tempo aumentará por, por exemplo, 10 ms/°. Quando o gradiente da superfície 28 aumenta ainda mais a partir deste valor mínimo, o retardo de tempo é assim estendido, de acordo com o princípio mostrado na figura 3, linearmente quando o gradiente da superfície 28 aumenta até um valor máximo predeterminado (WORK BRAKE RELEASE DELAY_MAX_ANGLE), depois do que o parâmetro (W ORKBRAKERELE ASEDEL A Y) (mantém o valor constante (WORK_BRAKE_RELE ASEDEL A YIVLAXAN GLE) mesmo se o gradiente da superfície 28, isto é, o “ângulo da montanha" na figura 3 aumentou ainda mais. O valor máximo ( W ORKBRAKERELE ASEDEL A YMAXANGLE) podería ser determinado, por exemplo, quando aha = 35°. Assim, o retardo de tempo (WORK BRAKE RELEASE_DELAY) = 10*(35-3) ms, se o coeficiente angular k = 10 ms/°. Na prática, evidentemente, o controlador não precisa necessariamente computar o retardo de tempo cada vez, mas ele pode também ser alimentado, por exemplo, em uma tabela na memória do controlador, a partir da qual o controlador seleciona um valor que corresponde ao gradiente medido da superfície 28 para o parâmetro ( W ORK_BRAKE_RELE ASEDEL A Y).

No caso do veículo carregador-transportador 10 de acordo com a figura 1, o efeito de alteração de seu peso (por exemplo, devido ao carregamento do espaço de carga) é levado em conta por alteração da taxa de aumento de retardo de tempo entre os valores mínimo e máximo. Quando o veículo carregador-transportador 10 está vazio, sem uma carga, o valor do parâmetro (WORK BRAKE RELEASE DELAY) aumenta, como mostrado na figura 3. Um aumento no peso do veículo carregador-transportador 10 pode ser levado em conta no valor do parâmetro (WORK_BRAKE_RELEASE_DELAY), por exemplo, em relação ao peso vazio do veículo carregador-transportador 10 de uma tal maneira que sua taxa de aumento é dependente do peso aumentado, como segue: (WORK BRAKEJRELEASE DELAY) (m) = k· (l+Am/m0) *aha (3) em que: Am é o aumento no peso do veículo carregador-transportador, m0 é o peso do veículo carregador-transportador sem uma carga.

Para determinar o aumento no peso, o veículo carregador-transportador 10 pode ser equipado com um dispositivo de pesagem (por exemplo, um sensor de força ou um medidor de tensões, ou similar) colocado em um local apropriado. Em outra alternativa, o sistema de controle é equipado com um sistema para determinar o peso da máquina, para avaliar o aumento no peso ou o peso total de acordo com a quantidade de carga (troncos de árvore) carregada no espaço de carga, dos implementos (por exemplo, o tipo do prendedor de carregamento) fixados ao veículo carregador-transportador, e mesmo da quantidade de combustível deixado no tanque de combustível da máquina. Em uma terceira alternativa, o sistema de controle é equipado com a possibilidade de alimentar manualmente uma quantidade de peso adicional cada vez, em que o usuário estima o peso adicional no veículo carregador-transportador 10 e alimenta-o no sistema de controle, ou seleciona valores apropriados a partir de uma tabela de referência, que pode ser exibida em um monitor na cabina.

No caso do veículo carregador-transportador 10 mostrado na figura 1, um arranjo de controle de acordo com a invenção opera da maneira acima descrita toda vez quando se move na subida quando o veículo carregador-transportador está sobre uma superfície inclinada 28 e informação sobre o gradiente da superfície 28 é disponível. Em outras palavras, a direção de deslocamento pode ser para frente ou para trás (marcha à ré), desde que seja de subida. Para determinar isso, o controlador do veículo carregador-transportador 10 de acordo com a figura 1, por exemplo, é configurado para receber informação sobre a direção de deslocamento selecionada para o veículo carregador-transportador a partir do sistema de controle. Assim, o controlador é capaz de determinar se a direção de deslocamento é para a extremidade mais alta ou para a extremidade mais baixa do veículo carregador-transportador 10, indicando se o veículo carregador-transportador 10 está se deslocando em subida ou descida.

Em uma situação, em que qualquer um dos sensores de inclinação está fora de funcionamento ou está fora de uso por outra razão, o controlador guiará o freio de operação para liberar imediatamente quando o pedal de acelerador é pressionado, independentemente da declividade do terreno e da direção de deslocamento. Este tipo de ação assegura que o freio de operação não seja deixado engatado em qualquer situação, de forma que a transmissão de potência podería ser danificada por uma tentativa de rodar as rodas bloqueadas por freios. O método e o arranjo de controle de acordo com a invenção podem ser implementados de uma maneira, isto é, em muitos aspectos, diferente das modalidades de exemplo apresentadas acima. A conexão entre o gradiente da superfície e o retardo de tempo, mostrada no diagrama da figura 3, é linear. Em uma modalidade, o retardo de tempo pode também ser não linearmente dependente do gradiente da superfície. Além disso, o valor mínimo determinado pelo parâmetro (WORKBRAKEJRELEASEDEL AYMINANGLE) e o valor máximo determinado pelo parâmetro (WORK_BRAKE_RELEASE_DELAY_MAX_ANGLE) pode ser defino para ser desigual, conforme o caso. Em uma modalidade, esses valores mínimo e máximo não são absolutamente aplicados, ou meramente o valor mínimo ou o valor máximo é aplicado. Também, para determinar o gradiente da superfície ou o ângulo de inclinação, dentre outros componentes, é possível aplicar vários métodos de medição e/ou sensores e/ou, por exemplo, uma técnica de câmera apropriada para isso, por meio da qual é possível determinar o gradiente da superfície ou o ângulo de inclinação resultante do veículo de uma maneira correspondente àquela descrita acima ou de uma maneira mais precisa. Em uma modalidade mais simples do método, um aumento no peso do veículo não é levado absolutamente em conta. Isto é aplicável em situações, dentre outras, nas quais que existe pouca variação no peso do veículo, pelo qual uma variação moderada no peso pode ser suficientemente levada em conta por aplicação de um peso total médio. Por outro lado, em outra modalidade, o comprimento do retardo de tempo pode ser determinado de uma tal maneira que ele é dependente apenas do peso do veículo. Assim, a decisão de usar o retardo de tempo será tomada meramente com base em se um dado valor mínimo para o gradiente da superfície (o valor do ângulo de inclinação na direção de deslocamento da máquina de trabalho) é excedido ou não. O método e o arranjo de controle de acordo com a invenção podem também ser usados em outras máquinas de trabalho móveis de todo o terreno, que em máquinas florestais, por exemplo, em movimentadores de terra, escavadoras e tratores agrícolas. No caso de máquinas florestais, eles podem naturalmente ser aplicados não somente em veículo carregadores-transportadores do tipo acima apresentado, mas também, por exemplo, em várias colheitadeiras.

Além disso, deve ser observado que o método de acordo com a invenção pode também ser aplicado para controlar a força de frenagem e a cadeia cinemática quando o veículo está se movendo em descida. Assim, o método e um arranjo de controle podem ser usados para impedir o deslizamento do veículo na mesma direção que a direção do movimento. Mesmo se, neste caso, o movimento do veículo possa causar patinação das rodas de tração, porque, depois do engate da cadeia cinemática, a velocidade de rotação das rodas pode ser mais lenta do que a velocidade de movimento para frente. Todavia, as desvantagens causadas por patinagem na mesma direção são usualmente menos severas do que a perda de aderências das rodas causada por um movimento na direção oposta, porque a patinagem das rodas causada por um movimento na mesma direção pode usualmente ser paralisada, por exemplo, por meio de um freio controlado manualmente, isto é, o freio de serviço em máquinas de trabalho. Se um arranjo de controle de acordo com o método da invenção funciona tanto quando se move na subida e quanto em movimento de descida, é ainda bom se o sistema conhecer a direção do movimento, porque o retardo de tempo relacionado ao engate da transmissão de acionamento será naturalmente diferente de quando em movimento de descida e quando se move na subida. O método, o arranjo de controle e a máquina de trabalho de acordo com a invenção não são assim limitados aos exemplos de modalidade descritas acima, mas eles podem variar dentro do escopo das reivindicações anexas.

Claims (15)

1. Método para controlar a cadeia cinemática de um veículo, compreendendo determinar o gradiente da superfície (28), ao longo da qual o veículo (10) é acionado; e controlar a cadeia cinemática e o freio (12) de acordo com o gradiente determinado da superfície (28) e/ou o peso (Gtk) do veículo (10), caracterizado pelo fato de que, quando o veículo (10) está se movendo ao longo da superfície inclinada (28), liberar o freio (12) do veículo (10) depois de um retardo de tempo (WORK_BRAKE_RELEASE_DELAY) (WORKJBRAKE__RELEASE_DELAY) a partir do engate da cadeia cinemática; e ajustar o comprimento do retardo de tempo (WORK_BRAKE_RELEASE_DELAY) de acordo com o gradiente da superfície (28) e/ou o peso (Gtk) do veículo (10).

2. Método de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende determinar o peso (Gtk) do veículo com base em se o veículo (10) está carregado, e quão pesada é sua carga.

3. Método de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende determinar o peso (Gtk) do veículo (10) por meio de um dispositivo de medição de peso no veículo (10).

4. Método de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende iniciar o retardo de tempo quando a relação de transmissão da cadeia cinemática do veículo (10) é maior do que zero.

5. Método de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende aumentar o retardo de tempo linearmente como uma função do gradiente da superfície, abaixo de um dado valor limite predeterminado (WORK_BRAKE_RELEASE_DELAY_MAX_ANGLE).

6. Método de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende controlar a taxa de aumento do retardo de tempo (WORK BRAKE RELEASE DELAY) de acordo com o peso (Gtk) do veículo (10).

7. Método de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende manter o retardo de tempo (WORKBRAKERELEASEJDELAY) constante depois de um dado valor limite predeterminado (WORX BRAKE RELEA SE_DELAY MAX ANGLE).

8. Arranjo de controle para controlar a cadeia cinemática de um veículo, compreendendo dispositivos de medição para determinar o gradiente da superfície (28), ao longo da qual o veículo (10) é acionado, e um sistema de controle para controlar a cadeia cinemática e o freio (12) do veículo (10) de acordo com o gradiente (28) da superfície medido pelos dispositivos de medição, e/ou de acordo com o peso (Gtk) do veículo, caracterizado pelo fato de que o arranjo de controle compreende ainda um dispositivo para retardar o freio (12), configurado para retardar a liberação do freio (12) a partir do engate da cadeia cinemática por um retardo de tempo (WORKJBRAKE RELEASE DELAY) quando o veículo (10) está se movendo ao longo da superfície inclinada (28), e que um dispositivo para retardar o freio (12) é configurado para controlar o comprimento do retardo de tempo (WORK BRAKEJRELEASE DELAY) de acordo com o gradiente da superfície (28) medido pelos dispositivos de medição, e/ou de acordo com o peso (Gtk) do veículo (10).

9. Arranjo de controle de acordo com reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle do veículo (10) compreende um controlador programável e que um dispositivo para retardar o freio (12) é um programa armazenado no controlador programável.

10. Arranjo de controle de acordo com reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que os dispositivos de medição compreendem pelo menos um sensor de inclinação que é configurado para medir a posição de pelo menos uma parte (20) do veículo (10) com relação ao plano horizontal, para determinar o gradiente da superfície (28).

11. Arranjo de controle de acordo com qualquer das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo fato de que o arranjo de controle compreende um dispositivo para determinar a direção de deslocamento, para determinar se o veículo (10) está se movendo em subida ou descida ao longo da superfície inclinada (28).

12. Arranjo de controle de acordo com qualquer das reivindicações 8 a 11, caracterizado pelo fato de que o arranjo de controle compreende um elemento de determinação de peso para determinar o peso (Gtk) do veículo (10).

13. Máquina de trabalho (10), caracterizado pelo fato de que a máquina de trabalho (10) compreende um arranjo de controle como definido em qualquer das reivindicações 8 a 12.

14. Máquina de trabalho de acordo com reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que a máquina de trabalho (10) é uma máquina de trabalho operada hidraulicamente e/ou eletricamente.

15. Máquina de trabalho (10) de acordo com reivindicação 13 ou 14, caracterizada pelo fato de que a máquina de trabalho (10) é uma máquina florestal.