BR102014028097A2 - sistema de auxílio à partida em rampa para veículos automotivos - Google Patents

Abstract

sistema de auxílio à partida em rampa para veículos automotivos. a invenção refere-se a um sistema de auxílio à partida em rampa para veículos rígidos e de reboque com ao menos um eixo trativo, um eixo dianteiro e um número qualquer de eixos de reboque, que se utiliza de um sistema de controle de tração (atc/asr) derivado do sistema abs para alimentar e manter a pressão de frenagem em todos os freios do veículo e do reboque através das válvulas do sistema de freio tradicional, das válvulas do sistema abs e do sistema atc/asr, o sistema comandado por uma central eletrônica e por uma variedade de sensores, e permitindo que após o cessar da atuação do freio de serviço e mediante confirmação da ativação da função de auxílio à partida em rampa, a central eletrônica atue sobre uma válvula de controle de tração e válvulas de controle de pressão de forma a manter a condição de frenagem por um período de tempo predeterminado.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA DE AUXÍLIO À PARTIDA EM RAMPA PARA VEÍCULOS AUTOMOTIVOS".

[001] A presente invenção refere-se a um sistema de auxílio à partida em rampa para veículos automotivos, mais especificamente um sistema para veículos de reboque e/ou de grande porte que promove a atuação dos freios independente de comando direto pelo condutor perante lógica eletropneumática.

DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA

[002] Veículos automotivos de grande porte, como rebocadores e ônibus, possuem certa dificuldade inata de se locomover em regiões de aclive pelo fato de ter peso elevado e uma geometria alongada desfavorável à locomoção em desníveis. A partida e saída em rampa são especialmente problemáticas, pois nessas situações é necessário tor-que suficiente para superar a composição de forças que tendem a fazer o veículo descer a partir de uma aceleração nula, o que exige um esforço relativamente grande de todo o mecanismo de partida.

[003] Essa dificuldade de partir o veículo em rampa é bem conhecida, sendo que diversas soluções foram desenvolvidas e aplicadas ao longo do tempo. A solução mais comum conhecida pelo estado da técnica é a utilização dos freios para facilitar a saída, controlando-os por meio de diversos sistemas pneumáticos e mecânicos. Um exemplo é o sistema mostrado na patente BR 9301594, que retrata um dispositivo a ser aplicado a um sistema de freio de veículo para auxiliar na partida em rampa.

[004] O dispositivo da patente compreende sensores de deformação instalados nos freios a serem controlados que envia dados à unidade de controle e a partir desta modifica a atuação do sistema de freio para que libere o veículo quando o torque necessário para a partida for alcançado. O dispositivo, embora alcance seu objetivo, utiliza- se de um número elevado de válvulas solenoides e sensores para controle de cada um dos freios, o que se torna especialmente custoso e de aplicação complexa quando o objetivo é adaptar veículos com grande número de eixos, como cavalos mecânicos e ônibus.

[005] Existem também sistemas de auxílio à partida em rampa que atuam somente no eixo trativo do veículo, o que permite a utilização de um número menor de componentes para alcançar o objetivo do sistema. A patente BR 9705535 descreve um sistema de auxílio à partida em estacionamento que se utiliza do sistema de controle de tração (ABS + ATC/ASR) para modificar a força de frenagem no eixo trativo do veículo. Para veículos de grande porte, o controle de frenagem em apenas um dos eixos pode se mostrar insuficiente para impedir a movimentação do veículo na direção contrária ao deslocamento desejado, visto que o torque de frenagem proveniente de apenas um eixo é relativamente pequeno comparado com os esforços gerados pelo peso de veículos grandes.

[006] Há, ainda, a possibilidade de controlar cada eixo separadamente de forma independente sem utilização do sistema de controle de tração ABS, como mostra a patente BR 0801158. Este sistema apresenta custo e complexidade elevados, visto que é necessária a utilização de um conjunto de sensores, válvulas e componentes elétricos para cada freio a ser operado.

OBJETIVOS DA INVENÇÃO

[007] Tendo em vista estes aspectos negativos dos sistemas compreendidos pelo estado da técnica, a presente invenção visa contemplar um sistema de auxílio à partida em rampa que possa controlar todos os freios de um conjunto de veículo automotivo e eventuais veículos atrelados a ele que seja aplicável de forma prática, econômica e sem adição de um número elevado de componentes não incluídos na construção original do veículo, utilizando-se apenas do sistema antiblo- queio das rodas (ABS) e do sistema de controle de tração (ATC/ASR) aliados a uma lógica pneumática apropriada.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[008] A presente invenção tem por objeto um sistema de auxílio à partida em rampa para cavalos mecânicos e veículos rígidos, abrangendo um veículo a motor possuindo ao menos um eixo trativo, um eixo dianteiro sem nenhum eixo atrelado ou com um ou mais eixos atrelados, cada eixo possuindo em cada uma de suas duas extremidades uma roda associada a um freio. O sistema é composto também por um sistema de controle de tração ATC/ASR derivado do sistema ABS que compreende uma válvula de controle de tração, uma válvula de controle de pressão do ABS associada a cada freio do eixo trativo e uma central de controle eletrônico, a dita central sendo conectada a um sensor de freio de serviço, a um sensor de velocidade de rotação fixado em cada roda, à dita válvula de controle de tração e às ditas válvulas de controle de pressão do ABS.

[009] A central de controle eletrônico é ainda associada eletronicamente a um painel de controle dotado de um switch operável pelo condutor do veículo que permite o acionamento da função de auxílio à partida em rampa. O sistema da presente invenção é dotado ainda de uma válvula de freio operável pelo condutor do veículo por meio de um pedal de freio de tal forma que, quando atua, permite a passagem de ar comprimido, a válvula de freio estando conectada pneumaticamente aos freios de todos os eixos do veículo.

[0010] O sistema de auxílio à partida em rampa funciona a partir da atuação do pedal de freio. Estando os freios atuando a comando do condutor, ao cessar o acionamento do pedal de freio, a central eletrônica recebe um sinal do sensor de freio de serviço indicando que o mesmo está inoperante, e caso a função de auxílio à partida em rampa esteja acionada por meio do switch do painel de controle a central ele- trônica atua a válvula de controle de tração de forma a continuar a alimentação de ar aos freios por um tempo predeterminado, a central eletrônica atuando também as válvulas de controle de pressão do ABS do eixo de tração, permitindo a manutenção da intensidade de pressão aplicada diretamente aos freios do eixo trativo e, indiretamente aos freios dos eixos dianteiro e rebocado, a central eletrônica cessando a atuação da válvula de controle de tração passado o tempo predeterminado ou caso o veículo desenvolva torque suficiente para a partida em rampa.

[0011] O sistema ainda possui uma válvula de controle de duas pilotagens associada aos freios do eixo dianteiro e uma válvula de controle de menor pressão associada aos freios do eixo trativo para impedir que o sistema de auxílio à partida em rampa interfira no sistema de controle de tração ATC/ASR do veículo, ao mesmo tempo que controla indiretamente os freios do eixo dianteiro e do rebocado. O tempo predeterminado de alimentação e manutenção da pressão nos freios é definido e contado através da central de controle eletrônico. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0012] A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descrita com base em um exemplo de execução representado nos desenhos. As figuras mostram: Figura 1 - uma representação do circuito pneumático do veículo no qual o sistema da presente invenção é aplicado;

Figura 2 - uma representação do circuito pneumático do rebocado no qual o sistema da presente invenção é aplicado; e Figura 3 - uma representação do circuito eletrônico integrado à central de controle eletrônico.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FIGURAS

[0013] Como já foi evidenciado, o estado da técnica correspondente a sistemas de auxílio à partida estacionária em rampa possui um número de soluções que apresentam grande complexidade em seu circuito elétrico, necessitando, inclusive, de componentes de controle extras como relés, ou então uma unidade de controle ABS com uma quantidade maior de canais de controle para que se possa controlar todas as rodas do veículo, incluindo o reboque. Ou ainda, sistemas de controle que permitem controle da tração apenas no eixo trativo, ou seja, apenas em duas rodas, o que prejudica a performance do sistema em desníveis muito acentuados.

[0014] A presente invenção promove o controle de todas as rodas do veículo, incluindo as rodas de qualquer eventual reboque, por meio da interação entre o sistema de controle de tração (ATC/ASR) e uma lógica pneumática específica para esta função. Assim, não há necessidade de utilizar nenhum componente eletrônico adicional, tampouco modificar a natureza do sistema de controle de tração, configurando assim um sistema mais eficiente e de aplicação mais simples do que os compreendidos pelo estado da técnica, como será explicado.

[0015] A figura 1 retrata o circuito pneumático do sistema proposto pela presente invenção aplicado a um veículo 200, e a figura 2 retrata a aplicação da presente invenção caso o veículo 200 possua um reboque de um eixo. Cumpre notar que a invenção é aplicável a veículos automotivos que possuam um sistema antibloqueio das rodas (ABS), além de um sistema de controle de tração ATC/ASR, e se utilizem de um sistema pneumático de frenagem, tal como caminhões, ônibus, reboques, entre outros, tendo este veículo um reboque ou não. Nota-se, ainda, que para melhor entendimento do circuito pneumático apresentado nas figuras 1 e 2, a junção das linhas de ar é retratada por um círculo que envolve as linhas que são unidas, e sentido de escoamento do ar é representado por uma seta em uma das extremidades da linha.

[0016] O veículo 200, como visto na figura 1, possui um eixo trati- vo 10 e um eixo dianteiro 20, enquanto na figura 2 vê-se o reboque associado ao veículo possuindo um eixo atrelado 30. Cada eixo 10, 20, 30 possui em cada uma de suas duas extremidades uma roda 11, 12, 21, 22, 31, 32 associada a um freio 13, 14, 23, 24, 33, 34 de atuação pneumática. Visualiza-se ainda que a alimentação de ar comprimido do sistema de frenagem é feita a partir de quatro reservatórios 400, 410, 420, 430.

[0017] O veículo 200 é dotado ainda de um sistema de frenagem possuindo uma válvula de freio 40 operada pelo condutor do veículo por meio de um pedal de freio (não representado). A dita válvula de freio 40 possui duas entradas 41, 42 e duas saídas 43, 44 e permite, quando acionada, a passagem do ar comprimido pelas duas saídas. O sistema de frenagem possui ainda uma válvula de controle 130 que possui duas entradas 131, 132 e duas saídas 133, 134, sendo que só é liberada a passagem de ar para as saídas 133, 134 quando ambas as entradas 131, 132 são alimentadas.

[0018] O sistema de frenagem da presente invenção inclui ainda uma válvula de controle de menor pressão 110 e uma válvula de controle de duas pilotagens 70. A válvula de controle de duas pilotagens 70 possui três entradas 71, 72, 73 e duas saídas 74, 75, sendo que é permitida a passagem de ar quando duas ou mais entradas são alimentadas, e o ar que sai é aquele dentre as entradas 71 e 73 que possui maior pressão. Já a válvula de controle de menor pressão 110 possui duas entradas 111, 112 e uma saída 113, sendo que a passagem de ar é permitida quando as duas entradas são alimentadas, e o ar que sai é aquele da entrada com menor pressão. Ademais, o sistema apresenta um par de válvulas seletoras de maior pressão 170 que permitem a passagem da maior pressão dentre duas entradas.

[0019] Cumpre notar, ainda, que nesta configuração preferencial do sistema, a entrada 73 da válvula de controle de duas pilotagens 70 é constantemente alimentada pelo reservatório 410, e a entrada 132 da válvula de controle 130 é constantemente alimentada pelo reservatório 400.

[0020] Como pode ser visto na figura 3, o veículo 200 conta ainda, aplicado a seu sistema de frenagem, com um sistema de controle de tração 50, 60, 100 formado por uma válvula de controle de tração 50, que controla duas válvulas de controle de pressão 60 do ABS do eixo de tração, por meio de uma central de controle eletrônico 100. Este conjunto de componentes, aliado a outros não citados constituem o sistema ABS (antibloqueio das rodas) composto pelo sistema ATC/ASR (controle de tração das rodas). Originalmente, esse sistema foi desenvolvido para monitorar e atuar sobre a frenagem e aceleração das rodas tracionadas do veículo e melhorar seu desempenho em casos de perda de torque. No âmbito desta invenção, o sistema foi adaptado eletrônica e pneumaticamente para auxiliar na partida do veículo em rampa, como será explicado posteriormente.

[0021] Ainda no âmbito do sistema de controle de tração 50, 60, 100, a central eletrônica 100 possui conexão com sensores de velocidade 500 posicionados nas rodas 11, 12, 21 e 22 do veículo 200, com a válvula de controle de tração 50, com as válvulas de controle de pressão 60 e com o sensor de freio 210 associado ao pedal de freio operado pelo condutor. Possui ainda conexão com um painel de controle 120 posicionado na cabine do condutor, no qual existe um switch 121 operável que liga ou desliga a função de auxílio à partida em rampa.

[0022] Cumpre notar que as conexões pneumáticas entre os componentes do sistema podem ser feitas por quaisquer elementos de conexão aplicáveis à particularidade da trajetória a ser percorrida. Podem ser utilizados, por exemplo, cabos, tubulações, cotovelos, "tês", entre outros, e percebe-se que a disposição destas conexões variam imensamente de acordo com o veículo, os componentes, as partícula- ridades de projeto e ainda com as preferências do projetista. Tendo isto em vista, tais elementos de conexão não serão discriminados nesta descrição, apenas a interação entre os componentes do circuito.

[0023] A frenagem inicial do sistema da presente invenção é semelhante à utilizada tradicionalmente em cavalos mecânicos e veículos rígidos com freios pneumáticos. A válvula de freio 40 recebe ar comprimido de dois reservatórios 400, 410 em suas duas entradas 41, 42 respectivamente e, quando acionada, alimenta os freios 13, 14, 23, 24, 33, 34 de todos os eixos 10, 20, 30 do veículo. No sistema proposto por esta invenção, o ar comprimido da saída 44 da válvula de freio 40 é direcionado à entrada 72 da válvula de controle de duas pilotagens 70 permitindo assim a passagem do ar para os freios 23, 24. Para o eixo trativo 10, o ar comprimido passa pela válvula de controle 130.

[0024] Após a frenagem inicial, e no momento em que o condutor retira os pés do pedal de freio, o sensor de freio 210 envia um sinal à central eletrônica 100 e esta verifica o estado do switch 121 no painel de controle 120. Se o mesmo estiver acionado, significa que a função de auxílio de rampa está ativa, e a central eletrônica 100 atua a válvula de controle de tração 50 e as válvulas de controle de pressão 60 do ABS do eixo de tração, e inicia a contagem de um tempo pré-programado para o funcionamento do sistema de auxílio. O tempo utilizado nesta configuração preferencial é de três segundos de funcionamento.

[0025] A válvula de controle de tração 50 é alimentada pelo reservatório 400, e ao atuar libera o ar comprimido para a entrada 131 da válvula de controle 130, permitindo assim a passagem de ar para os freios 13, 14 do eixo trativo 10. As válvulas de controle de pressão 60 do ABS do eixo de tração acionadas pela central eletrônica 100 mantêm a pressão de frenagem anteriormente utilizada na frenagem inicial, assim a frenagem do eixo trativo 10 é promovida diretamente. Após alimentar os freios 13, 14 do eixo trativo 10, o ar comprimido se dirige às entradas 111, 112 da válvula de controle de menor pressão 110 passando por sua saída 113 e acionando os freios 23 e 24 do eixo dianteiro 20 de forma indireta, por meio da entrada 71 da válvula de controle de duas pilotagens 70.

[0026] Como é possível visualizar a partir da figura 2, caso o veículo possua um reboque atrelado a ele, o ar proveniente da saída 113 da válvula de controle de menor pressão 110 também é dirigido aos freios 33, 34 do eixo atrelado 30 por meio de uma linha de alimentação B e uma linha de controle A, passando por outras três válvulas de controle de pressão 140, 150, 160 conectadas aos reservatórios 420 e 430. A válvula 140 controla tanto a pressão de alimentação da carreta (linha B), como a pressão de controle (linha A), enquanto a válvula 150 controla a pressão na linha pneumática de todos os eixos da carreta. Já a válvula 160 tem a função de liberar a pressão da saída da válvula relé da carreta para os freios da carreta. Assim se mantém a condição de frenagem para o reboque e para o eixo dianteiro indiretamente.

[0027] A central eletrônica 100 mantém a contagem de três segundos enquanto se mantém o processo de frenagem discriminado acima. A frenagem é interrompida caso a contagem chegue aos três segundos ou caso a central eletrônica 100 perceba que há tração suficiente nas rodas para permitir que o veículo parta em rampa. Quando se diz que a frenagem é interrompida, significa que a central eletrônica interrompe o acionamento da válvula de controle de tração 50, consequentemente interrompendo a alimentação de ar da válvula de controle 130, cessando assim a alimentação de ar aos freios 13, 14, 23, 24, 33, 34. Ainda, quando a contagem chega a dois segundos, a central eletrônica 100 envia um sinal ao painel de controle 120 que emite um sinal sonoro ao condutor, indicando que o sistema de partida em rampa está prestes a ser desativado.

[0028] Tendo sido descrito um exemplo de concretização preferido, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.

Claims (7)

1. Sistema de auxílio à partida em rampa para veículos automotivos compreendendo: um veículo automotivo (200) possuindo um eixo trativo (10), um eixo dianteiro (20) sem eixos atrelados (30) ou com um ou mais eixos atrelados (30), cada eixo (10, 20, 30) possuindo em cada uma de suas duas extremidades uma roda (11, 12, 21, 22, 31, 32) associada a um freio (13, 14, 23, 24, 33, 34); um sistema de controle de tração (50, 60, 100), que compreende uma válvula de controle de tração (50), válvulas de controle de pressão (60) associada aos -freios (13, 14) do eixo trativo (10) e uma central de controle eletrônico (100), a central de controle eletrônico (100) sendo conectada a um sensor de freio de serviço (80), a sensores de velocidade de rotação (90) fixados nas rodas do eixo de tração (11, 12), à dita válvula de controle de tração (50) e às ditas válvulas de controle de pressão (60); a central de controle eletrônico (100) sendo associada eletronicamente a um painel de controle (120) do veículo, o painel de controle (120) possuindo um switch (121) operável pelo condutor do veículo que permite o acionamento da função de auxílio à partida em rampa; uma válvula de freio (40) operável pelo condutor do veículo por meio de um pedal de freio de tal forma que, quando atua, permite a passagem de ar comprimido, a válvula de freio (40) estando pneumaticamente conectada aos freios (13, 14, 23, 24, 33, 34) de todos os eixos do veículo (200) e do rebocado (300); o sistema caracterizado pelo fato de que, após a liberação do pedal de freio pelo condutor, ao cessar a alimentação de ar da válvula de freio (40), a central eletrônica (100) recebe um sinal do sensor de freio de serviço (80) indicando que o freio de serviço está inoperan- te; caso a função de auxílio à partida em rampa esteja acionada, a central eletrônica (100) aciona a válvula de controle de tração (50) de forma a continuar a alimentação de ar aos freios (13, 14, 23, 24, 33, 34) por um tempo predeterminado, a central eletrônica (100) acionando também as válvulas de controle de pressão (60) permitindo a manutenção da intensidade de pressão aplicada aos freios (13, 14, 23, 24, 33, 34) do eixo trativo (10), dianteiro (20) e do reboque (30). a central eletrônica (100) cessando o acionamento da válvula de controle de tração (50) mediante a contagem de um tempo predeterminado ou caso o veículo desenvolva torque suficiente para a partida.

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que possui uma válvula de controle de duas pilotagens (70) associada aos freios (23, 24) do eixo dianteiro (20);

3. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que possui uma válvula de controle de menor pressão (110) associada aos freios (13, 14) do eixo trativo (10), aos freios (23, 24) do eixo dianteiro (20) e (33, 34) do eixo do rebocado (30);

4. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o tempo predeterminado de alimentação e manutenção da pressão nos freios (13, 14, 23, 24, 33, 34) é definido e contado através da central de controle eletrônico (100).

5. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de auxílio da partida em rampa promovida pelo switch (121) do painel de controle (120) é automaticamente desativado quando o veículo atinge uma velocidade maior que 40 km/h.

6. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o tempo predeterminado de manutenção da ativação do sistema de auxílio de partida em rampa é de 3 segundos.

7. Sistema de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que após a ativação do sistema de auxílio de partida em rampa, um aviso sonoro é emitido a partir do painel de controle (100) após 2 segundos.