BR102019025012A2 - intelligent coupling system between road implement and tractor vehicle, management system and process for auxiliary traction actuation on road implements - Google Patents

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BR102019025012A2
BR102019025012A2 BR102019025012-7A BR102019025012A BR102019025012A2 BR 102019025012 A2 BR102019025012 A2 BR 102019025012A2 BR 102019025012 A BR102019025012 A BR 102019025012A BR 102019025012 A2 BR102019025012 A2 BR 102019025012A2
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BR102019025012-7A
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Joel Boaretto
Cesar Augusto Cardoso Teixeira De Albuquerque Ferreira
Diego Masotti
Maicon Molon
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Fras-Le S.A.
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

A presente invenção é relacionada aos campos de engenharia mecânica e eletrônica, com foco em eficiência energética em sistemas de transporte de carga. Mais especificamente, a invenção se aplica a uma Combinação de Veículo de Carga (CVC) cujo semirreboque é dotado de sistema de tração auxiliar, como por exemplo, tração elétrica com frenagem regenerativa. A invenção proporciona um meio de controle do acionamento da tração auxiliar, que proporciona uso seguro e potencializa os ganhos econômicos e ambientais em transporte de cargas. Em uma concretização, a invenção fornece um sistema de gerenciamento da tração auxiliar em implemento rodoviário que proporciona melhor e mais segura condição de dirigibilidade do conjunto.

Figure 102019025012-7-abs
The present invention is related to the fields of mechanical and electronic engineering, focusing on energy efficiency in cargo transport systems. More specifically, the invention applies to a Cargo Vehicle Combination (CVC) whose semi-trailer is equipped with an auxiliary traction system, such as, for example, electric traction with regenerative braking. The invention provides a means of controlling the auxiliary traction drive, which provides safe use and enhances economic and environmental gains in cargo transportation. In one embodiment, the invention provides an auxiliary traction management system in road implements that provide better and safer driving conditions for the whole.
Figure 102019025012-7-abs

Description

SISTEMA DE ACOPLAMENTO INTELIGENTE ENTRE IMPLEMENTO RODOVIÁRIO E VEÍCULO TRATOR, SISTEMA E PROCESSO DE GERENCIAMENTO PARA ATUAÇÃO DE TRAÇÃO AUXILIAR EM IMPLEMENTOS RODOVIÁRIOSINTELLIGENT COUPLING SYSTEM BETWEEN ROAD IMPLEMENT AND TRACTOR VEHICLE, MANAGEMENT SYSTEM AND PROCESS FOR AUXILIARY TRACTION ACTION IN ROAD IMPLEMENTS Campo da InvençãoField of Invention

[0001] A presente invenção é relacionada aos campos de engenharia mecânica e eletrônica, com foco em eficiência energética em sistemas de transporte de carga. Mais especificamente, a invenção se aplica a uma Combinação de Veículo de Carga (CVC) cujo semirreboque é dotado de sistema de tração auxiliar, como por exemplo, tração elétrica com frenagem regenerativa. A invenção proporciona um meio de controle do acionamento da tração auxiliar, que proporciona uso seguro e potencializa os ganhos econômicos e ambientais em transporte de cargas.[0001] The present invention is related to the fields of mechanical and electronic engineering, focusing on energy efficiency in cargo transport systems. More specifically, the invention applies to a Cargo Vehicle Combination (CVC) whose semi-trailer is equipped with an auxiliary traction system, such as, for example, electric traction with regenerative braking. The invention provides a means of controlling the auxiliary traction drive, which provides safe use and enhances economic and environmental gains in cargo transportation.

Antecedentes da InvençãoBackground of the Invention

[0002] Diante das políticas ambientais e programas de sustentabilidade associadas à pressão pela redução de uso de combustível fóssil, a busca por eficiência energética no setor de transporte de cargas está cada vez mais desejável. O ramo de transporte rodoviário, seja de cargas ou de passageiros, é um dos setores que mais demanda combustíveis fósseis e qualquer redução de consumo neste ramo de atuação reverte-se em benefícios para o transportador, reduzindo seu custo de operação. Ainda, a dita redução também proporciona benefícios ao meio ambiente, uma vez que se reduz a emissão de gases poluentes e/ou gases intensificadores do efeito estufa.[0002] Given the environmental policies and sustainability programs associated with the pressure to reduce fossil fuel use, the search for energy efficiency in the cargo transportation sector is increasingly desirable. The field of road transport, whether for cargo or passengers, is one of the sectors that most demand fossil fuels and any reduction in consumption in this field of activity translates into benefits for the transporter, reducing its operating cost. Still, said reduction also provides benefits to the environment, since it reduces the emission of polluting gases and/or greenhouse effect gases.

[0003] Em Combinações de Veículos de Carga, a demanda por energia é muito significativa, uma vez que se necessita transpor condições críticas de rota de carga, como por exemplo, situações de aclive acentuado e/ou relevos irregulares. Estas situações exigem grande quantidade de energia para movimentar o conjunto veículo-carga, exigindo mais da relação peso-potência do conjunto.[0003] In Cargo Vehicle Combinations, the demand for energy is very significant, since it is necessary to overcome critical conditions of the cargo route, such as situations of steep slope and/or irregular reliefs. These situations require a large amount of energy to move the vehicle-load combination, demanding more from the weight-to-power ratio of the combination.

[0004] Em implementos rodoviários, a Energia Cinética ((Massa x Velocidade2))/2) da CVC é muito expressiva. Tendo em vista as múltiplas possibilidades de combinações possíveis previstas na legislação brasileira, a presente invenção é aplicável a qualquer tipo de combinação de veículos de carga. Neste contexto, a legislação de trânsito brasileira permite CVCs com até 74 toneladas de Peso Bruto Total Combinado, o que demanda veículos tratores potentes para que a relação peso/potência seja adequada às condições de trafegabilidade. Além disso, no modal rodoviário do Brasil e de certos outros países, as rodovias apresentam relevos bastante irregulares e com inúmeras situações de aclive e declive. Desta forma, as Combinações de Veículo de Carga, considerando a tara do veículo somada ao peso da carga transportada, requerem uma elevada potência de motor para que seja vencida a inércia. Todo este contexto faz com que o combustível seja um dos maiores gastos do transportador, sendo a variável que mais influencia no valor do frete. A presente invenção proporciona uma solução para este problema.[0004] In road implements, the Kinetic Energy ((Mass x Speed2))/2) of CVC is very expressive. In view of the multiple possibilities of possible combinations provided for in Brazilian legislation, the present invention is applicable to any type of combination of cargo vehicles. In this context, Brazilian traffic legislation allows CVCs with up to 74 tons of Total Gross Combined Weight, which requires powerful tractor vehicles so that the weight/power ratio is adequate to traffic conditions. In addition, in the road modal in Brazil and in certain other countries, the highways present quite irregular reliefs and with countless uphill and downhill situations. Thus, Cargo Vehicle Combinations, considering the vehicle's tare weight added to the weight of the transported cargo, require high engine power to overcome inertia. This whole context makes fuel one of the biggest expenses of the transporter, being the variable that most influences the freight value. The present invention provides a solution to this problem.

[0005] CVCs operando nas condições referidas acima também têm elevada demanda do sistema de freios, uma vez que este é submetido a condições de muita exigência mecânica sob altas temperaturas, reduzindo a vida útil dos componentes do sistema de freio e, consequentemente, incrementando custo de manutenção para a segura operação.[0005] CVCs operating under the conditions referred to above also have a high demand on the brake system, since it is subjected to conditions of great mechanical demand at high temperatures, reducing the useful life of the brake system components and, consequently, increasing cost maintenance for safe operation.

[0006] O uso de sistemas de regeneração de energia cinética e armazenamento da energia proporciona vantagens técnicas substanciais de redução de consumo de combustível, notadamente quando a referida energia é usada para gerar tração em veículos, além de proporcionar menor demanda no sistema de freios.[0006] The use of kinetic energy regeneration systems and energy storage provides substantial technical advantages of reducing fuel consumption, notably when said energy is used to generate traction in vehicles, in addition to providing lower demand on the brake system.

[0007] Sistemas desse tipo são desejáveis em implementos rodoviários, para auxiliar a tração do veículo trator. Entretanto, um problema técnico ainda não resolvido satisfatoriamente é compatibilizar o vetor de tração do veículo trator com o vetor de tração do implemento, para evitar problemas de segurança do conjunto, tanto em linha reta quanto em curvas. Para a operação segura de uma CVC que compreende um implemento dotado sistema de tração auxiliar, jamais o implemento poderá empurrar o veículo trator. Assim sendo, uma CVC deste tipo deve compreender um sistema que garanta que a tração do implemento seja meramente auxiliar (ou helper) à do veículo trator. Para a operação segura de uma CVC deste tipo, a tração auxiliar do implemento jamais pode afetar atitude direcional do veículo trator ou da combinação.[0007] Systems of this type are desirable in road implements, to assist the traction of the tractor vehicle. However, a technical problem that has not yet been satisfactorily resolved is to make the tractor vehicle's traction vector compatible with the implement's traction vector, in order to avoid safety problems for the set, both in straight lines and in curves. For the safe operation of a CVC that comprises an implement equipped with an auxiliary traction system, the implement will never be able to push the tractor vehicle. Therefore, a CVC of this type must comprise a system that ensures that the implement's traction is merely auxiliary (or helper) to that of the towing vehicle. For the safe operation of a CVC of this type, the implement's auxiliary traction can never affect the tractor vehicle's or combination's directional attitude.

[0008] Nestas e noutras circunstâncias, especialmente quando ocorrem ângulos entre o veículo trator e o implemento, surgem vetores resultantes que podem gerar instabilidade na combinação de veículos de carga (ou CVC, que compreende um veículo trator associado a ao menos um implemento rodoviário). A magnitude do referido problema técnico é proporcional ao ângulo entre o veículo trator e o implemento, ou entre a quintarrroda e o pinorrei, e à diferença de tração entre aquela do veículo trator e a proporcionada pelo implemento rodoviário dotado de tração auxiliar.[0008] In these and other circumstances, especially when there are angles between the tractor vehicle and the implement, resulting vectors arise that can generate instability in the combination of cargo vehicles (or CVC, which comprises a tractor vehicle associated with at least one road implement) . The magnitude of the aforementioned technical problem is proportional to the angle between the tractor vehicle and the implement, or between the quintarrroda and the pinorrei, and the difference in traction between that of the tractor vehicle and that provided by the road implement equipped with auxiliary traction.

[0009] Desta forma, é desejável tanto do ponto de vista ambiental, quanto de segurança e econômico a utilização de formas para melhor aproveitamento energético da Combinação de Veículo de Carga, como por exemplo, formas de reaproveitar a energia dissipada pelo sistema de freios em situação de declive para uso posterior em situações de exigência de maior tração, como em situações de aclive.[0009] Thus, it is desirable both from an environmental, safety and economic point of view to use ways for better energy use of the Cargo Vehicle Combination, such as ways to reuse the energy dissipated by the brake system in downhill situation for later use in situations requiring greater traction, such as uphill situations.

[0010] Sistemas de regeneração de energia cinética têm sido aplicados em automóveis com objetivo de reduzir o consumo de combustível, bem como diminuir as taxas de emissões de gases poluentes. Deste modo, a energia cinética regenerada pode ser utilizada como energia elétrica para tracionar veículos. Entretanto, sistemas de regeneração de energia cinética não têm sido utilizados no transporte de cargas devido a várias dificuldades técnicas que são superadas pela presente invenção.[0010] Kinetic energy regeneration systems have been applied in automobiles with the objective of reducing fuel consumption, as well as decreasing the emission rates of polluting gases. In this way, the regenerated kinetic energy can be used as electrical energy to drive vehicles. However, kinetic energy regeneration systems have not been used in charge transport due to several technical difficulties that are overcome by the present invention.

[0011] Combinações de Veículo de Carga têm elevada massa do conjunto e da carga transportada, o que proporciona condição de inércia favorável à utilização de sistemas de regeneração de energia cinética, a tração auxiliar no semirreboque. Em sistemas de frenagem regenerativa, a energia dissipada durante frenagens é convertida em energia elétrica e armazenada em baterias para posterior uso em tracionamento em situações de aclive, por exemplo. Ademais, o reaproveitamento da energia decorrente da frenagem auxilia na preservação do conjunto sistema de freios e componentes associados a ele, como os pneus.[0011] Cargo Vehicle Combinations have high mass of the set and the transported load, which provides favorable inertia condition for the use of kinetic energy regeneration systems, the auxiliary traction in the semi-trailer. In regenerative braking systems, the energy dissipated during braking is converted into electrical energy and stored in batteries for later use in traction on slopes, for example. Furthermore, the reuse of energy resulting from braking helps to preserve the entire brake system and components associated with it, such as tires.

[0012] No melhor do conhecimento dos inventores, até a presente invenção não foram concretizados na prática veículos de transporte de carga dotados de sistema de tração auxiliar no semirreboque devido a dificuldades técnicas que incluem, entre outras, a complexa dinâmica de estabilidade direcional do conjunto.[0012] To the best of the inventors' knowledge, until the present invention, cargo transport vehicles equipped with auxiliary traction system in the semi-trailer have not been implemented in practice due to technical difficulties that include, among others, the complex dynamics of directional stability of the set .

[0013] Aspectos do sistema de articulação e as variações de rigidez dos chassis de Combinações de Veículo de Carga propiciam graus de liberdade que amplificam os efeitos oriundos das excitações direcionais de tráfego.[0013] Aspects of the articulation system and variations in rigidity of the Cargo Vehicle Combinations chassis provide degrees of freedom that amplify the effects arising from directional traffic excitations.

[0014] Além disso, a complexidade também está relacionada ao fato de que atualmente um implemento rodoviário como um semirreboque, é um veículo sem representatividade no quesito tração, que serve apenas como base para a carga, sendo que toda a força de mobilidade é realizada pelo veículo trator. Desta forma, o implemento rodoviário apenas copia a trajetória e responde a estímulos/inputs dinâmicos do veículo trator.[0014] In addition, the complexity is also related to the fact that currently a road implement such as a semi-trailer is a vehicle without representation in terms of traction, which serves only as a basis for the load, and the entire mobility force is performed by the tractor vehicle. In this way, the road implement only copies the trajectory and responds to dynamic stimuli/inputs from the tractor vehicle.

[0015] Na busca pelo estado da técnica em literaturas científica e patentária, foram encontrados os seguintes documentos que tratam sobre o tema:[0015] In the search for the state of the art in scientific and patent literature, the following documents were found dealing with the subject:

[0016] O documento US20110094807A1 descreve um sistema de acionamento elétrico que inclui dois motores elétricos, cada um atuando independentemente em cada roda, sendo estes motores alimentados eletricamente por meio da energia proveniente de frenagem regenerativa armazenada. Um controlador controla os dois motores elétricos de forma independente de tal forma que as rodas operam com velocidades iguais ou diferentes entre si. Ademais, o documento menciona um meio de coleta de dados provenientes do veículo trator, como velocidade do veículo e acelerações. Contudo, tal solução não menciona a utilização de formas de prevenção do efeito “jackknife”, ou, como é de conhecimento, o efeito canivete ou L, ou seja, o documento não revela ou sugere meios de segurança para evitar este efeito, que pode trazer riscos à segurança e/ou causar prejuízos à dirigibilidade do veículo. Além disso, o referido documento não menciona formas de gerenciamento da potência aplicada nas rodas, nem mesmo indica quando tal potência deve ser aplicada. Ademais, não é mencionada também a análise de vetores de força aplicados sobre o acoplamento entre o veículo trator e o implemento rodoviário, prejudicando a dirigibilidade do conjunto.[0016] The document US20110094807A1 describes an electrical drive system that includes two electric motors, each acting independently on each wheel, these motors being electrically powered by energy from regenerative braking stored. A controller controls the two electric motors independently in such a way that the wheels operate at the same or different speeds from each other. Furthermore, the document mentions a means of collecting data from the tractor vehicle, such as vehicle speed and accelerations. However, this solution does not mention the use of ways to prevent the "jackknife" effect, or, as you know, the knife or L effect, that is, the document does not reveal or suggest security means to avoid this effect, which can pose risks to safety and/or cause damage to the vehicle's drivability. Furthermore, that document does not mention ways of managing the power applied to the wheels, nor does it even indicate when such power should be applied. Furthermore, the analysis of force vectors applied to the coupling between the tractor vehicle and the road implement is also not mentioned, impairing the driveability of the set.

[0017] O documento US20080174174A1 descreve um sistema de regeneração de frenagem e propulsão de reboques de caminhão que realiza aceleração e desaceleração. Referido sistema compreende um motor/gerador acoplado à caixa de engrenagens, um sistema de armazenamento de energia que armazena a energia da frenagem e a fornece para tracionamento e um sistema de controle que controla o sistema e informa o veículo trator quando o implemento está operando. Além disso, o documento menciona que o sistema controla cada roda de forma independente em cada lado do eixo do implemento. Ainda, o documento menciona um sistema de navegação que indica quando o motor/gerador deve ser acionado para gerenciar a energia armazenada e disponível para tracionamento auxiliar. Contudo, o documento não menciona a utilização de formas de prevenção do efeito “jackknife”, também conhecido como efeito canivete ou L. O referido documento tampouco menciona detalhes de como são analisados os vetores de força no acoplamento do veículo trator com o implemento e não menciona detalhes sobre como o sistema é gerenciado, de tal modo que a solução trazida não provê elementos de segurança e que podem interferir na dirigibilidade do conjunto.[0017] The document US20080174174A1 describes a regeneration system for braking and propulsion of truck trailers that performs acceleration and deceleration. Said system comprises a motor/generator coupled to the gearbox, an energy storage system that stores the braking energy and supplies it for traction and a control system that controls the system and informs the tractor vehicle when the implement is operating. Furthermore, the document mentions that the system controls each wheel independently on each side of the implement axle. Furthermore, the document mentions a navigation system that indicates when the engine/generator must be activated to manage the energy stored and available for auxiliary traction. However, the document does not mention the use of ways to prevent the “jackknife” effect, also known as the knife or L effect. mentions details about how the system is managed, in such a way that the solution brought does not provide security elements and that can interfere with the assembly's drivability.

[0018] O documento US8215436 descreve um sistema de frenagem regenerativa para implementos rodoviários que utiliza a energia regenerada durante frenagens para tracionamento auxiliar, sendo que a dita energia é armazenada em um sistema de armazenamento. O referido documento revela um sistema de acelerômetros para verificar aceleração, desaceleração, inclinação e trepidação do implemento rodoviário, bem como utiliza sensor de velocidade das rodas. A referida solução, no entanto, não proporciona indicativos de segurança para a operação do conjunto trator-implemento, nem tampouco o gerenciamento da potência a ser aplicada nas rodas, e qualquer sistema de redundâncias para a garantia da operação segura do sistema. Como é sabido, as combinações veículo de carga são extremamente pesadas e também transportam cargas igualmente pesadas, de tal modo que qualquer falha gerada por um sistema dessa natureza pode causar um grande acidente, além de um enorme prejuízo ao transporte.[0018] The document US8215436 describes a regenerative braking system for road implements that uses the energy regenerated during braking for auxiliary traction, and said energy is stored in a storage system. The aforementioned document reveals an accelerometer system to check acceleration, deceleration, inclination and vibration of the road implement, as well as using a wheel speed sensor. The aforementioned solution, however, does not provide safety indications for the operation of the tractor-implement set, nor does it manage the power to be applied to the wheels, and any system of redundancies to guarantee the safe operation of the system. As is known, load vehicle combinations are extremely heavy and also carry equally heavy loads, in such a way that any failure generated by a system of this nature can cause a major accident, in addition to enormous damage to transport.

[0019] O documento US20100025131A1 descreve um sistema de propulsão elétrica aplicado em veículos, compreendendo um chassi que suporta ao menos um motor elétrico fixado na sua suspensão. O referido documento revela a utilização de um controlador que controla o tracionamento e/ou controla a estabilidade. Contudo, o documento não revela ou sugere mecanismos para prevenir o efeito “jackknife”, conhecido também como efeito canivete ou L. Além disso, o referido documento não revela formas de gerenciamento da potência aplicada nas rodas, nem quando tal potência é aplicada. Ademais, não revela nenhuma análise de vetores de força aplicados sobre o acoplamento entre o veículo trator e o implemento rodoviário.[0019] The document US20100025131A1 describes an electric propulsion system applied in vehicles, comprising a chassis that supports at least one electric motor fixed to its suspension. Said document discloses the use of a controller that controls traction and/or controls stability. However, the document does not reveal or suggest mechanisms to prevent the "jackknife" effect, also known as the knife or L effect. In addition, said document does not disclose ways of managing the power applied to the wheels, nor when such power is applied. Furthermore, it does not reveal any analysis of force vectors applied to the coupling between the tractor vehicle and the road implement.

[0020] O documento BR102016001644 descreve uma proposta de reboque dotado de sistema de recuperação de energia cinética de desacelerações e seu uso para propulsão em momentos de aceleração. Para tal, o referido documento menciona a utilização de um motor elétrico conectado com um sistema de armazenamento de energia. Contudo, o conceito deste tipo de arranjo é integralmente antecipado pelos documentos norte-americanos citados acima. Além disso, o referido documento não se confunde com a presente invenção nem a antecipa, uma vez que não é revelado qualquer meio de segurança para prevenção do efeito “jackknife”, conhecido também como efeito canivete ou L. Além disso, o referido documento não revela um meio de gerenciamento da potência aplicada nas rodas, nem quando e como tal potência é aplicada. Ademais, não menciona qualquer análise de vetores de força aplicados sobre o acoplamento entre o veículo trator e o implemento rodoviário.[0020] The document BR102016001644 describes a proposal for a trailer equipped with a deceleration kinetic energy recovery system and its use for propulsion in moments of acceleration. To this end, the aforementioned document mentions the use of an electric motor connected to an energy storage system. However, the concept of this type of arrangement is fully anticipated by the US documents cited above. Furthermore, said document is not confused with the present invention nor anticipates it, since no security means are disclosed for preventing the "jackknife" effect, also known as the knife or L effect. Furthermore, said document does not reveals a means of managing the power applied to the wheels, nor when and how such power is applied. Furthermore, it does not mention any analysis of force vectors applied to the coupling between the tractor vehicle and the road implement.

[0021] Assim, do que se depreende da literatura pesquisada, não foram encontrados documentos antecipando ou sugerindo os ensinamentos da presente invenção, de forma que a solução aqui proposta, aos olhos dos inventores, possui novidade e atividade inventiva frente ao estado da técnica.[0021] Thus, from what appears from the researched literature, no documents were found anticipating or suggesting the teachings of the present invention, so that the solution proposed here, in the eyes of the inventors, has novelty and inventive activity in light of the state of the art.

Sumário da InvençãoInvention Summary

[0022] A invenção resolve os problemas do estado da técnica a partir de um meio de controle da atuação de um sistema de tração auxiliar em um semirreboque presente em uma Combinação de Veículo de Carga (CVC).[0022] The invention solves the problems of the prior art from a means of controlling the actuation of an auxiliary traction system in a semi-trailer present in a Cargo Vehicle Combination (CVC).

[0023] O conceito inventivo comum os diversos objetos da invenção é um meio físico que proporciona o uso seguro de um implemento rodoviário dotado de meio auxiliar de tração de uma CVC. Na presente invenção, o referido meio físico é selecionado dentre: uma quintarroda e/ou um pinorrei inteligente; sensores em outros pontos de monitoramento; sensores ligados ao pedal de freio; ou combinações dos mesmos.[0023] The inventive concept common to the various objects of the invention is a physical means that provides the safe use of a road implement equipped with an auxiliary means of traction of a CVC. In the present invention, said physical means is selected from: a fifth wheel and/or an intelligent pinnore; sensors at other monitoring points; sensors connected to the brake pedal; or combinations thereof.

[0024] Em uma concretização, a invenção adicionalmente compreende um sistema de processamento de tais dados e de envio de sinais para controlar o sistema de tração auxiliar do implemento, e/ou da tração principal do veículo trator, para que o conjunto opere com mais segurança e/ou eficiência.[0024] In one embodiment, the invention additionally comprises a system for processing such data and sending signals to control the auxiliary traction system of the implement, and/or the main traction of the tractor vehicle, so that the assembly operates with more safety and/or efficiency.

[0025] Em uma concretização, o referido conjunto de informações é processado por uma unidade de comando que compreende um algoritmo de controle, que comanda o acionamento ou não do sistema helper.[0025] In one embodiment, said set of information is processed by a command unit that comprises a control algorithm, which commands the activation or not of the helper system.

[0026] A invenção proporciona um meio de controle do acionamento da tração auxiliar, que proporciona uso seguro e potencializa os ganhos econômicos e ambientais em transporte de cargas. O meio de controle ou de gerenciamento da invenção proporciona uso seguro da atuação da tração auxiliar em um implemento rodoviário. A presente invenção também proporciona um meio de controle ou sistema de gerenciamento que proporciona melhor condição de dirigibilidade de uma CVC na qual o implemento é dotado de sistema de tração auxiliar.[0026] The invention provides a means of controlling the auxiliary traction drive, which provides safe use and enhances economic and environmental gains in cargo transportation. The control or management means of the invention provides safe use of auxiliary traction actuation on a road implement. The present invention also provides a means of control or management system that provides better driving condition of a CVC in which the implement is equipped with an auxiliary traction system.

[0027] A presente invenção também proporciona um meio de controle ou sistema de gerenciamento que evita o efeito indesejável conhecido como jackknife.[0027] The present invention also provides a means of control or management system that avoids the undesirable effect known as jackknife.

[0028] Em uma concretização, o meio de controle ou sistema de gerenciamento da invenção compreende meios de evitar falhas de elementos do próprio sistema, consistindo em um sistema de redundâncias de segurança controlado por um algoritmo inteligente, programado e pré-parametrizado.[0028] In one embodiment, the control means or management system of the invention comprises means to prevent failures of elements of the system itself, consisting of a safety redundancy system controlled by an intelligent, programmed and pre-parameterized algorithm.

[0029] Em uma concretização, o meio de controle ou sistema de gerenciamento da invenção adicionalmente compreende um algoritmo que proporciona otimização energética do conjunto veículo trator e implemento rodoviário mediante a análise prévia das demandas de relevo de estradas com base na rota a ser adotada. Nesta concretização, o referido algoritmo estabelece gerencia os momentos de mais adequado armazenamento e/ou uso da energia para tração auxiliar, de forma a auxiliar o veículo trator nas situações de maior demanda, sem interferir nas condições de dirigibilidade.[0029] In one embodiment, the control means or management system of the invention additionally comprises an algorithm that provides energy optimization of the tractor vehicle and road implement set by prior analysis of road relief demands based on the route to be adopted. In this implementation, the aforementioned algorithm manages the moments of the most adequate storage and/or use of energy for auxiliary traction, in order to assist the tractor vehicle in situations of greater demand, without interfering with driving conditions.

[0030] Em uma concretização, o meio de controle ou sistema de gerenciamento da invenção adicionalmente auxilia no efeito de desaceleração, proporcionando, dentro da margem de operação, condições de retardo no aquecimento do sistema de freio, o que mantém ou aumenta a performance do freio, diminui a necessidade de manutenção e incrementa a vida útil dos componentes do sistema de freio e itens relacionados.[0030] In one embodiment, the control means or management system of the invention additionally assists in the deceleration effect, providing, within the operating margin, delay conditions in the heating of the brake system, which maintains or increases the performance of the brake, reduces the need for maintenance and increases the life of brake system components and related items.

[0031] A aplicação da invenção em implementos rodoviários resulta em diversas vantagens para a combinação e para a operação de transporte, como: redução significativa do consumo de combustível e vantagens ambientais; redução das taxas de emissões de gases intensificadores do efeito estufa por quilômetro rodado; aumento da vida útil do veículo; diminuição da necessidade de manutenção dos componentes do veículo trator, uma vez que o sistema auxilia na tração em momentos de requisição de torque; redução da exigência dos ditos componentes; redução do desgaste dos pneus por distribuir a tração em mais eixos; redução da exigência do sistema de freio, reduzindo a carga térmica nos mesmos, evitando a redução do coeficiente de atrito de seus componentes, minimizando o efeito fading; evita o superaquecimento dos componentes do freio acarretando no aumento da vida útil dos mesmos, por exemplo, lonas, tambores, discos e pastilhas.[0031] The application of the invention in road implements results in several advantages for the combination and for the transport operation, such as: significant reduction in fuel consumption and environmental advantages; reducing greenhouse gas emissions rates per kilometer driven; increased vehicle life; reduction in the need for maintenance of the tractor vehicle components, since the system helps in traction when torque is required; reduction in the requirement of said components; reduced tire wear by distributing traction over more axles; reduction of the demand of the brake system, reducing the thermal load on them, avoiding the reduction of the friction coefficient of its components, minimizing the fading effect; prevents brake components from overheating, increasing their useful life, for example, linings, drums, discs and pads.

[0032] Além disso, a presente invenção é uma tecnologia verde e ecofriendly por reduzir significativamente o consumo de combustível pelo veículo e, por consequência, diminuir as emissões de gases poluentes. A invenção também contribui para reduzir o desgaste de elementos de fricção, reduzir a velocidade oriunda da regeneração e por incrementar a vida útil dos pneus, por meio do não aquecimento dos talões. A tecnologia da invenção também melhora a eficiência energética do conjunto veículo trator semirreboque.[0032] In addition, the present invention is a green and ecofriendly technology for significantly reducing fuel consumption by the vehicle and, consequently, reducing emissions of polluting gases. The invention also contributes to reducing the wear of friction elements, reducing the speed arising from regeneration and by increasing the useful life of the tires, by not heating the beads. The technology of the invention also improves the energy efficiency of the semi-trailer tractor vehicle set.

[0033] Em um objeto, a presente invenção apresenta um sistema de gerenciamento da atuação de um sistema de tração auxiliar de um implemento rodoviário.[0033] In an object, the present invention presents a management system for the performance of an auxiliary traction system of a road implement.

[0034] Na invenção, a tração auxiliar é qualquer elemento capaz de fornecer força motriz para que o implemento rodoviário atue como um helper, sendo este elemento de tração auxiliar capaz de ser acionado/desacionado e/ou controlado por um sistema de controle (4). Em uma concretização, a tração auxiliar é oriunda um motor (10) e ao menos um sistema de armazenamento de energia (3), em que o referido motor (10) interage com ao menos um eixo do implemento rodoviário, sendo a operação do motor (10) e do sistema de armazenamento de energia (3) controlada por ao menos um sistema de controle (4) conectado ao motor (10) e ao sistema de armazenamento de energia (3).[0034] In the invention, the auxiliary traction is any element capable of providing driving force for the road implement to act as a helper, this auxiliary traction element being capable of being activated/deactivated and/or controlled by a control system (4 ). In one embodiment, the auxiliary traction comes from an engine (10) and at least one energy storage system (3), in which said engine (10) interacts with at least one axis of the road implement, being the engine operation (10) and the energy storage system (3) controlled by at least one control system (4) connected to the motor (10) and the energy storage system (3).

[0035] Em uma concretização, a tração auxiliar é elétrica e oriunda de frenagem regenerativa, compreendendo ao menos um motor elétrico (10) e ao menos um sistema de armazenamento de energia elétrica (3), em que ao menos um motor elétrico (10) interage com ao menos um eixo do implemento rodoviário, sendo a operação do motor elétrico (10) e do sistema de armazenamento de energia elétrica (3) controlada por ao menos um sistema de controle (4) conectado aos ditos motor elétrico (10) e sistema de armazenamento de energia elétrica (3).[0035] In one embodiment, the auxiliary traction is electric and comes from regenerative braking, comprising at least one electric motor (10) and at least one electric energy storage system (3), in which at least one electric motor (10 ) interacts with at least one axis of the road implement, the operation of the electric motor (10) and the electric energy storage system (3) being controlled by at least one control system (4) connected to said electric motor (10) and electric energy storage system (3).

[0036] Em um outro objeto, a presente invenção apresenta um processo de gerenciamento para atuação elétrica em implementos rodoviários, envolvendo tração elétrica e frenagem regenerativa, em que o implemento rodoviário é equipado com um sistema de gerenciamento para atuação elétrica compreendendo ao menos um motor elétrico (10) e ao menos um sistema de armazenamento de energia elétrica (3), compreendendo as etapas de:

  • a. identificação de grau de inclinação de terreno em que o implemento rodoviário é trafegado; e
  • b. seleção de modo de operação, por meio de um sistema de controle (4) compreendido no sistema de gerenciamento, sendo a seleção realizada com base pelo menos no grau de inclinação identificado.
[0036] In another object, the present invention presents a management process for electrical actuation in road implements, involving electric traction and regenerative braking, in which the road implement is equipped with a management system for electrical actuation comprising at least one motor electric (10) and at least one electric energy storage system (3), comprising the steps of:
  • The. identification of the degree of slope of the terrain on which the road implement travels; and
  • B. selection of operating mode, by means of a control system (4) included in the management system, the selection being made based on at least the degree of inclination identified.

[0037] Em ainda um outro objeto, a presente invenção apresenta um sistema de acoplamento inteligente entre implemento rodoviário e veículo trator, em que o implemento rodoviário é equipado com um sistema de gerenciamento para atuação elétrica compreendendo ao menos um motor elétrico (10) e ao menos um sistema de armazenamento de energia elétrica (3), em que o sistema de acoplamento compreende ao menos um sensor de movimento angular e um sensor de carregamento vetorial comunicantes com um sistema de controle (4) do sistema de gerenciamento do implemento rodoviário. Em uma concretização referidos sensores de movimento angular ou de carregamento vetorial são posicionados na quintarroda e/ou no pinorrei.[0037] In yet another object, the present invention presents an intelligent coupling system between road implement and tractor vehicle, in which the road implement is equipped with a management system for electrical actuation comprising at least one electric motor (10) and at least one electrical energy storage system (3), wherein the coupling system comprises at least one angular movement sensor and one vector loading sensor communicating with a control system (4) of the road implement management system. In one embodiment said angular motion or vector loading sensors are positioned on the fifth wheel and/or on the pegboard.

[0038] É, também, um objeto da invenção proporcionar uma comunicação entre o veículo trator e o implemento rodoviário, a partir de um meio de comunicação, em que o implemento rodoviário é provido de um sistema de tração inteligente operativo em um ou mais eixos do implemento tornando-o eventualmente motriz. O sistema proporciona controle real da ação no implemento rodoviário, sendo a ação ativa e não passiva. O sistema da invenção proporciona resultados significativos, independente de condições externas, sejam elas favoráveis ou não. Portanto, a operação não depende de condições de vento favorável ou do modo de condução do motorista, mas sim o sistema age em momentos de necessidade, otimizando o balanço energético da combinação, buscando uma redução considerável de combustível consumido através de tração auxiliar no implemento rodoviário.[0038] It is also an object of the invention to provide a communication between the tractor vehicle and the road implement, from a means of communication, in which the road implement is provided with an intelligent traction system operating in one or more axes of the implement making it eventually motor. The system provides real control of the action on the road implement, with the action being active and not passive. The system of the invention provides significant results, regardless of external conditions, whether favorable or not. Therefore, the operation does not depend on favorable wind conditions or the driver's driving mode, but the system acts in times of need, optimizing the energy balance of the combination, seeking a considerable reduction in fuel consumed through auxiliary traction on the road implement .

[0039] É, adicionalmente, um objeto da presente invenção, um kit de tração elétrica com sistema regenerativo para implementos rodoviários compreendendo ao menos um sistema de tração elétrica, ao menos um sistema regenerativo e ao menos um sistema mecanizado capaz de acoplar o sistema de tração elétrica ao implemento rodoviário.[0039] It is, additionally, an object of the present invention, an electric traction kit with regenerative system for road implements comprising at least one electric traction system, at least one regenerative system and at least one mechanized system capable of coupling the system of electric traction to the road implement.

[0040] É, ainda, um objeto da presente invenção, um sistema de gerenciamento para atuação elétrica em implementos rodoviários, envolvendo tração elétrica e frenagem regenerativa, compreendendo um sistema de controle (4) comunicante com um painel de operações (5), em que o painel de operações (5) é provido com ao menos uma rota para tráfego do implemento rodoviário, sendo a dita rota contendo dados de perfil altimétrico da rota, em que: o sistema de controle (4), provido com um algoritmo, seleciona modos de operação a partir dos dados do perfil altimétrico da rota, sendo os modos de operação ao menos um entre i) tração elétrica, ii) frenagem regenerativa, iii) eixo livre, ou uma combinação entre os mesmos.[0040] It is also an object of the present invention, a management system for electrical actuation in road implements, involving electric traction and regenerative braking, comprising a control system (4) communicating with an operations panel (5), in that the operations panel (5) is provided with at least one route for traffic of the road implement, said route containing altimetric profile data of the route, in which: the control system (4), provided with an algorithm, selects operating modes from the altimetric route profile data, the operating modes being at least one of i) electric traction, ii) regenerative braking, iii) free axle, or a combination thereof.

[0041] Em um outro objeto da invenção, é provido um CVC (Combinação de Veículo de Carga) que compreende um semirreboque dotado de sistema de gerenciamento para atuação de tração auxiliar, em que compreende:

  • a. um ou mais sensores selecionados entre: sensor de movimento angular; sensor de carregamento vetorial; sensor de uso de freio; sensor de marcha ré; sensor de velocidade de roda; sensor de geolocalização; sensor de nível de carga elétrica; ou uma combinação de dois ou mais dos mesmos; e
  • b. um sistema de controle (4) que recebe os sinais dos sensores e, a partir dos sinais recebidos, emite comando de acionamento de tração auxiliar.
[0041] In another object of the invention, a CVC (Cargo Vehicle Combination) is provided, which comprises a semi-trailer equipped with a management system for auxiliary traction actuation, which comprises:
  • The. one or more sensors selected from: angular motion sensor; vector loading sensor; brake use sensor; reverse gear sensor; wheel speed sensor; geolocation sensor; electrical charge level sensor; or a combination of two or more of them; and
  • B. a control system (4) that receives the signals from the sensors and, from the received signals, issues the auxiliary traction drive command.

[0042] Considerando as variáveis apontadas no estado da técnica, como o peso do conjunto, os desgastes do sistema de freios, as irregularidades dos terrenos, há um grande potencial para a aplicação de sistemas regenerativos inteligentes, que são capazes de otimizar as relações peso/potência, onde a massa do conjunto (veículo trator + semirreboque(s)) associada às condições acidentadas de terrenos (aclives e declives) promovem situações favoráveis para os ciclos de carga (por recuperação de energia cinética) e descarga da bateria para transpor condições específicas de tráfego, como aclives acentuados. Com isso, a presente invenção é perfeitamente aplicável para quaisquer combinações de veículo de carga (CVC), tais como rodotrens, bitrenzões, bitrens, etc., onde a relação peso/potência é elevada.[0042] Considering the variables pointed out in the prior art, such as the weight of the set, the wear of the brake system, the irregularities of the terrain, there is great potential for the application of intelligent regenerative systems, which are capable of optimizing the weight ratios / power, where the mass of the assembly (tractor vehicle + semi-trailer(s)) associated with the rugged terrain conditions (slopes and slopes) promote favorable situations for the charge cycles (by kinetic energy recovery) and battery discharge to overcome conditions specific traffic, such as steep inclines. With that, the present invention is perfectly applicable for any combinations of cargo vehicle (CVC), such as rodotrens, twins, twins, etc., where the weight/power ratio is high.

[0043] Estes e outros objetos da invenção serão imediatamente valorizados pelos versados na arte e serão descritos detalhadamente a seguir.[0043] These and other objects of the invention will be immediately valued by those skilled in the art and will be described in detail below.

Breve Descrição das FigurasBrief Description of Figures

[0044] São apresentadas as seguintes figuras:[0044] The following figures are presented:

[0045] A figura 1 mostra uma concretização do sistema de gerenciamento da presente invenção aplicada em um implemento rodoviário sob situação de aclive.[0045] Figure 1 shows an implementation of the management system of the present invention applied to a road implement under an incline situation.

[0046] A figura 2 mostra uma concretização do sistema de gerenciamento da presente invenção aplicada em um implemento rodoviário sob situação de declive.[0046] Figure 2 shows an implementation of the management system of the present invention applied to a road implement under a slope situation.

[0047] A figura 3 mostra uma vista inferior de um implemento rodoviário provido com uma concretização do sistema de gerenciamento da presente invenção.[0047] Figure 3 shows a bottom view of a road implement provided with an embodiment of the management system of the present invention.

[0048] A figura 4 mostra uma vista em perspectiva inferior de um implemento rodoviário de três eixos provido com uma concretização do sistema de gerenciamento da presente invenção.[0048] Figure 4 shows a bottom perspective view of a three-axle road implement provided with an embodiment of the management system of the present invention.

[0049] A figura 5 mostra uma concretização de um eixo diferencial com redução (12) utilizado e uma das realizações do sistema.[0049] Figure 5 shows an embodiment of a differential axle with reduction (12) used and one of the embodiments of the system.

[0050] A figura 6 mostra uma esquematização de um implemento rodoviário acoplado a um veículo trator, de modo a evidenciar uma faixa de ângulo Ɵ, entre o implemento rodoviário e o eixo de referência do veículo trator, considerada segura para atuação do sistema de gerenciamento.[0050] Figure 6 shows a schematic of a road implement coupled to a tractor vehicle, in order to show an angle range Ɵ, between the road implement and the reference axis of the tractor vehicle, considered safe for the performance of the management system .

[0051] A figura 7 mostra uma vista em perspectiva de um implemento rodoviário de três eixos acoplado a um veículo trator, sendo o implemento equipado com uma concretização do sistema de gerenciamento da presente invenção.[0051] Figure 7 shows a perspective view of a three-axle road implement coupled to a tractor vehicle, the implement being equipped with an embodiment of the management system of the present invention.

[0052] A figura 8 mostra uma vista superior, conforme figura 7, do implemento rodoviário acoplado a um veículo trator, sendo o implemento equipado com uma concretização do sistema de gerenciamento da presente invenção.[0052] Figure 8 shows a top view, as shown in Figure 7, of the road implement coupled to a tractor vehicle, the implement being equipped with an implementation of the management system of the present invention.

[0053] A figura 9 mostra uma vista lateral do implemento conforme as figuras 7 e 8.[0053] Figure 9 shows a side view of the implement according to figures 7 and 8.

[0054] A figura 10 mostra uma vista em perspectiva de uma concretização da presente invenção aplicada nos dois eixos de um implemento rodoviário com dois eixos.[0054] Figure 10 shows a perspective view of an embodiment of the present invention applied to the two axes of a road implement with two axes.

[0055] A figura 11 mostra uma vista superior da concretização apresentada na figura 10.[0055] Figure 11 shows a top view of the embodiment shown in figure 10.

[0056] A figura 12 mostra uma vista frontal da concretização apresentada nas figuras 10 e 11.[0056] Figure 12 shows a front view of the embodiment shown in figures 10 and 11.

[0057] As figuras de 13 a 20 mostram uma sequência de imagens de uma exemplificação da montagem do sistema de gerenciamento da presente invenção em um implemento rodoviário, de modo a enfatizar o posicionamento do eixo motriz do implemento rodoviário, bem como a interação entre o motor elétrico (10) e o eixo.[0057] Figures 13 to 20 show a sequence of images of an example of the assembly of the management system of the present invention in a road implement, in order to emphasize the positioning of the driving axle of the road implement, as well as the interaction between the electric motor (10) and the shaft.

[0058] A figura 21 mostra uma concretização do motor elétrico (10) da presente invenção.[0058] Figure 21 shows an embodiment of the electric motor (10) of the present invention.

[0059] A figura 22 mostra um exemplo de aplicação do motor elétrico (10) da presente invenção.[0059] Figure 22 shows an example of application of the electric motor (10) of the present invention.

[0060] A figura 23 mostra uma concretização do sistema de armazenamento de energia elétrica (3).[0060] Figure 23 shows an embodiment of the electrical energy storage system (3).

[0061] A figura 24 mostra um exemplo do sistema de armazenamento (3) utilizado na montagem do sistema de gerenciamento da presente invenção.[0061] Figure 24 shows an example of the storage system (3) used in the assembly of the management system of the present invention.

[0062] As figuras de 25 a 28 mostram uma sequência de imagens que relatam uma exemplificação de montagem do sistema de controle (4), sistema de armazenamento (3) e eventuais componentes adicionais para possibilitar a operação na parte inferior do implemento rodoviário.[0062] Figures 25 to 28 show a sequence of images that report an example of assembly of the control system (4), storage system (3) and any additional components to enable operation at the bottom of the road implement.

[0063] A figura 29 mostra as situações de aclive e declive presentes em uma rota de 37 km realizada para teste do sistema da presente invenção.[0063] Figure 29 shows the slope and slope situations present in a 37 km route performed to test the system of the present invention.

[0064] A figura 30 mostra as situações de aclive e declive presentes em uma rota de 148 km realizada para teste do sistema da presente invenção.[0064] Figure 30 shows the slope and slope situations present in a 148 km route performed to test the system of the present invention.

[0065] A figura 31 mostra representação esquemática de uma concretização do pinorrei e os vetores de movimentação angular passíveis de serem detectados.[0065] Figure 31 shows a schematic representation of an embodiment of the pinorei and the detectable angular motion vectors.

[0066] A figura 32 mostra uma representação esquemática de uma concretização da quintarroda e os vetores de movimentação angular e de carregamento vetorial passíveis de serem detectados.[0066] Figure 32 shows a schematic representation of an embodiment of the fifth wheel and the detectable angular motion and vector loading vectors.

[0067] A figura 33 mostra uma concretização da quintarroda em processo de instalação de um elemento sensitivo para coleta de dados.[0067] Figure 33 shows an embodiment of the quintaroda in the process of installing a sensitive element for data collection.

[0068] A figura 34 mostra a mesma concretização ilustrada na figura 33, sendo que em (A) é mostrada uma visão frontal e em (B) é mostrada uma outra vista em perspectiva.[0068] Figure 34 shows the same embodiment illustrated in Figure 33, where (A) is shown a front view and (B) is shown another perspective view.

[0069] A figura 35 mostra a concretização da quintarroda montada em um veículo trator.[0069] Figure 35 shows the embodiment of the fifth wheel mounted on a tractor vehicle.

[0070] A figura 36 mostra uma concretização da quintarroda, em que em (A) é mostrada a ferradura da quintarroda dotada de sensores (como mostrada nas figuras 33 e 34) e em (B) é ilustrado o detalhe da passagem do cabo.[0070] Figure 36 shows an embodiment of the fifth wheel, in which (A) is shown the horseshoe of the fifth wheel equipped with sensors (as shown in Figures 33 and 34) and in (B) the detail of the cable passage is illustrated.

[0071] A figura 37 mostra em (A) e (B) um exemplo do sensor de movimento angular instalado.[0071] Figure 37 shows in (A) and (B) an example of the installed angular movement sensor.

[0072] A figura 38 mostra a verificação do funcionamento do sensor de movimento angular.[0072] Figure 38 shows the verification of the operation of the angular movement sensor.

[0073] A figura 39 mostra a verificação do funcionamento do sensor de movimento angular.[0073] Figure 39 shows the verification of the operation of the angular movement sensor.

[0074] A figura 40 mostra a verificação do funcionamento do sensor de movimento angular.[0074] Figure 40 shows the verification of the operation of the angular movement sensor.

[0075] A figura 41 mostra a verificação do funcionamento do sensor de movimento angular.[0075] Figure 41 shows the verification of the operation of the angular movement sensor.

[0076] A figura 42 mostra um gráfico que relaciona Carga vs. Deformação em um teste realizado a partir da concretização de quintarroda das figuras anteriores.[0076] Figure 42 shows a graph that relates Load vs. Deformation in a test performed from the fifth wheel of the previous figures.

[0077] A figura 43 mostra um teste de verificação da atuação do sensor de movimento angular.[0077] Figure 43 shows a test to verify the actuation of the angular motion sensor.

[0078] A figura 44 mostra o teste de verificação da atuação do sensor de carregamento vetorial.[0078] Figure 44 shows the test for checking the performance of the vector loading sensor.

[0079] A figura 45 mostra dados de realização de testes em um centro de testes para as variações do sensor de movimento angular (gráfico de cima) e para as variações do sensor de carregamento vetorial (gráfico de baixo).[0079] Figure 45 shows test run data at a test center for angular motion sensor variations (top graph) and for vector loading sensor variations (bottom graph).

[0080] A figura 46 mostra dados de realização de testes em rota externa, para as variações do sensor de movimento angular (gráfico de cima) e para as variações do sensor de carregamento vetorial (gráfico de baixo).[0080] Figure 46 shows data from performing tests on an external route, for the variations of the angular movement sensor (top graph) and for the vector loading sensor variations (bottom graph).

[0081] A figura 47 mostra dados de realização de testes para velocidade do veículo e dados de velocidade de roda do implemento rodoviário em desaceleração.[0081] Figure 47 shows test performance data for vehicle speed and road implement wheel speed data in deceleration.

[0082] A figura 48 mostra, da mesma forma que a figura 47, dados de realização de testes para velocidade do veículo e dados de velocidade de roda do implemento rodoviário em desaceleração.[0082] Figure 48 shows, in the same way as Figure 47, test data for vehicle speed and road implement wheel speed data in deceleration.

[0083] A figura 49 mostra uma concretização do painel de operações (5).[0083] Figure 49 shows an embodiment of the operation panel (5).

[0084] A figura 50 mostra uma concretização do painel de operações (5).[0084] Figure 50 shows an embodiment of the operation panel (5).

[0085] A figura 51 mostra uma exemplificação de uma possível arquitetura para os modos de operação e pilotagem do sistema.[0085] Figure 51 shows an example of a possible architecture for the operating and piloting modes of the system.

[0086] A figura 52 ilustra um exemplo de fluxograma com os modos de operação e as respectivas regras e condicionais de seleção.[0086] Figure 52 illustrates an example of a flowchart with the modes of operation and the respective rules and selection conditionals.

Descrição Detalhada da InvençãoDetailed Description of the Invention

[0087] O conceito inventivo comum os diversos objetos da invenção é um meio físico que proporciona o uso seguro de um implemento rodoviário dotado de meio auxiliar de tração de uma CVC.[0087] The inventive concept common to the various objects of the invention is a physical means that provides the safe use of a road implement equipped with an auxiliary means of traction of a CVC.

[0088] Na presente invenção, o referido meio físico é selecionado dentre: uma quintarroda e/ou um pinorrei inteligente; sensores em outros pontos de monitoramento; sensores ligados ao pedal de freio; ou combinações dos mesmos. A invenção adicionalmente compreende um sistema de processamento de tais dados e de envio de sinais para controlar o sistema de tração auxiliar do implemento, e/ou da tração principal do veículo trator, para que o conjunto opere com mais segurança e/ou eficiência.[0088] In the present invention, said physical means is selected from: a fifth wheel and/or an intelligent pinnore; sensors at other monitoring points; sensors connected to the brake pedal; or combinations thereof. The invention additionally comprises a system for processing such data and sending signals to control the auxiliary traction system of the implement, and/or the main traction of the tractor vehicle, so that the set operates more safely and/or efficiently.

[0089] Em uma concretização, o referido conjunto de informações é processado por uma unidade de comando que compreende um algoritmo de controle, que comanda o acionamento ou não do sistema helper.[0089] In one embodiment, said set of information is processed by a command unit that comprises a control algorithm, which commands the activation or not of the helper system.

[0090] Em uma concretização, sensores de movimento angular e carregamento vetorial são alimentados por meio de uma fonte externa e, a partir da variação dos referidos movimentos angulares e forças vetoriais de ao menos uma direção, produzem uma variação no sinal de saída. Os sinais de saída são processados por um circuito eletrônico específico, e disponibilizados para a VCU (Vehicle Control Unit) a qual utiliza o sinal destes sensores como parâmetros de monitoramento e controle do sistema de tração auxiliar.[0090] In one embodiment, angular movement sensors and vector loading are fed through an external source and, from the variation of said angular movements and vector forces of at least one direction, produce a variation in the output signal. The output signals are processed by a specific electronic circuit and made available to the VCU (Vehicle Control Unit) which uses the signal from these sensors as monitoring and control parameters for the auxiliary traction system.

[0091] Na presente invenção, compreende-se por “quintarroda e/ou pinorrei inteligente” uma quintarroda e/ou um pinorrei que seja(m) dotado(s) de um ou mais sensores que enviam sinais para um sistema de controle do conjunto de acoplamento dos vetores de tração do veículo trator e do implemento que compreende sistema auxiliar de tração ou helper.[0091] In the present invention, "quintarroda and/or intelligent pinorrei" is understood to be a fifthroda and/or pinorrei that is (are) provided with one or more sensors that send signals to a control system of the set of coupling of the traction vectors of the tractor vehicle and the implement that comprises an auxiliary traction system or helper.

[0092] É um outro objeto da invenção proporcionar um processo de controle de sistema de tração auxiliar de implemento rodoviário em um conjunto veiculo de carga que compreende o recebimento de sinal de: uma quintarroda e/ou um pinorrei inteligente; de sensores em outros pontos de monitoramento; de sensores ligados ao pedal de freio; ou combinações dos mesmos.[0092] It is another object of the invention to provide a control process of auxiliary traction system of road implement in a cargo vehicle set that comprises receiving a signal from: a fifth wheel and/or an intelligent pinnore; sensors at other monitoring points; sensors connected to the brake pedal; or combinations thereof.

[0093] Em uma concretização da invenção, o sistema auxiliar de tração do implemento ou sistema helper compreende: (i) um sistema de recuperação de energia cinética em condição de desaceleração (frenagens); (ii) um sistema de armazenamento desta energia em baterias; e (iii) um motor elétrico alimentado pelas referidas baterias, para servir de elemento trator auxiliar em momentos de maior demanda do conjunto. Na referida concretização, o sistema helper auxilia CVC a transpor condições de trajeto onde há picos de demanda de potência e, consequentemente, picos de consumo de combustível. A presente invenção constitui um sistema de segurança adicional, que proporciona as condições segundo as quais a operação do sistema de otimização da energia cinética da CVC seja feito de forma segura nas condições peculiares de operação de uma CVC que compreende um veículo trator dianteiro e um implemento rodoviário traseiro.[0093] In an embodiment of the invention, the implement traction auxiliary system or helper system comprises: (i) a kinetic energy recovery system in a deceleration condition (braking); (ii) a system for storing this energy in batteries; and (iii) an electric motor powered by said batteries, to serve as an auxiliary tractor element in times of greater demand on the group. In said embodiment, the helper system helps CVC to overcome path conditions where there are power demand peaks and, consequently, fuel consumption peaks. The present invention constitutes an additional safety system, which provides the conditions under which the operation of the CVC kinetic energy optimization system is done safely under the peculiar operating conditions of a CVC that comprises a front tractor vehicle and an implement rear road.

[0094] É um dos objetos da invenção proporcionar segurança na otimização de energia cinética de uma CVC com segurança e menor consumo de combustível.[0094] It is one of the objects of the invention to provide safety in the optimization of kinetic energy of a CVC safely and with less fuel consumption.

[0095] É um outro objeto da invenção proporcionar segurança e menor tempo em rota de uma dada CVC com determinada carga, uma vez que a CVC da invenção proporciona uso de potência adicional, particularmente em subidas, mediante o armazenamento de energia.[0095] It is another object of the invention to provide safety and less time en route to a given CVC with a given load, since the CVC of the invention provides use of additional power, particularly in climbs, by storing energy.

[0096] É um outro objeto da invenção proporcionar segurança em um sistema auxiliar de potência para apoio a ultrapassagens (helper).[0096] It is another object of the invention to provide security in an auxiliary power system to support overtaking (helper).

[0097] É um outro objeto da invenção proporcionar segurança e incremento de vida útil da CVC, devido ao menor desgaste do veículo trator, quando comparado à CVC sem a presente invenção.[0097] It is another object of the invention to provide safety and increase the useful life of the CVC, due to less wear on the tractor vehicle, when compared to the CVC without the present invention.

[0098] É um outro objeto da invenção proporcionar segurança e a diminuição da emissão de gases para o transporte de uma dada carga em CVCs.[0098] It is another object of the invention to provide safety and decrease the emission of gases for the transport of a given load in CVCs.

[0099] São outros objetos da invenção proporcionar segurança: (i) na preservação do sistema de freios; (ii) no menor aquecimento dos mesmos; (iii) no incremento da segurança da CVC; (iv) na maior estabilidade dos talões dos pneus, aumentando a vida útil dos mesmos; (v) no menor dano ao pavimento e aumento de sua vida útil, devido à divisão da tração da CVC.[0099] Other objects of the invention are to provide security: (i) in the preservation of the brake system; (ii) less heating of them; (iii) increasing CVC's security; (iv) greater stability of the tire beads, increasing their useful life; (v) less damage to the pavement and an increase in its useful life, due to the division of CVC's traction.

[0100] Em uma concretização, a quintarroda e/ou o pinorrei são dotados de um ou mais sensores angulares e um ou mais sensores de carregamentos vetoriais, proporcionando o mapeamento dos dados de movimento de acoplamento entre o veículo trator e o implemento, ou entre a quintarroda e o pinorrei.[0100] In one embodiment, the quintaroda and/or the pinorre are provided with one or more angular sensors and one or more vector loading sensors, providing the mapping of the coupling movement data between the tractor vehicle and the implement, or between the fifthroda and the pinorrei.

[0101] A invenção proporciona uso seguro e potencializa os ganhos econômicos e ambientais em transporte de cargas. O meio de controle ou de gerenciamento da invenção proporciona uso seguro da atuação da tração auxiliar em um implemento rodoviário.[0101] The invention provides safe use and enhances economic and environmental gains in cargo transportation. The control or management means of the invention provides safe use of auxiliary traction actuation on a road implement.

[0102] A presente invenção também proporciona um meio de controle ou sistema de gerenciamento que proporciona melhor condição de dirigibilidade de uma CVC na qual o implemento é dotado de sistema de tração auxiliar.[0102] The present invention also provides a means of control or management system that provides better driving condition of a CVC in which the implement is equipped with an auxiliary traction system.

[0103] A presente invenção também proporciona um meio de controle ou sistema de gerenciamento que evita o efeito indesejável conhecido como jackknife.[0103] The present invention also provides a means of control or management system that avoids the undesirable effect known as jackknife.

[0104] Para fins da presente invenção, veículo é uma Combinação de Veículo de Carga (CVC) que compreende um veículo trator associado a ao menos um implemento rodoviário.[0104] For the purposes of the present invention, a vehicle is a Cargo Vehicle Combination (CVC) that comprises a tractor vehicle associated with at least one road implement.

[0105] A presente invenção descreve um sistema de gerenciamento para atuação elétrica segura no implemento rodoviário, que controla a captação e armazenamento da energia dissipada no sistema de freios em momentos de frenagem e a utiliza para posterior tração elétrica para auxiliar o veículo trator em situações de demanda de potência. O dito sistema propicia redução no consumo de combustível, uma vez que utiliza a energia que seria dissipada no sistema de freios para auxiliar no tracionamento do veículo trator, economizando combustível e tornando o sistema eficiente energeticamente. Ainda, possibilita redução da emissão de gases poluentes, devido a redução de consumo de combustível. Ademais, o sistema auxilia na preservação do sistema de freios, reduzindo os custos de manutenção do operador.[0105] The present invention describes a management system for safe electrical actuation on the road implement, which controls the capture and storage of energy dissipated in the brake system at times of braking and uses it for subsequent electrical traction to assist the tractor vehicle in situations of power demand. This system provides a reduction in fuel consumption, as it uses the energy that would be dissipated in the brake system to assist in traction of the tractor vehicle, saving fuel and making the system energy efficient. It also enables a reduction in the emission of polluting gases, due to the reduction in fuel consumption. Furthermore, the system helps to preserve the brake system, reducing operator maintenance costs.

[0106] Para fins da presente invenção, “atuação elétrica” refere-se às atuações elétricas ocorridas no implemento rodoviário, tais como a tração elétrica e a frenagem regenerativa - partes dos objetos da invenção, sendo ambas proporcionadas por um motor elétrico, ou qualquer máquina elétrica com funcionalidade de motor/gerador.[0106] For the purposes of the present invention, "electrical actuation" refers to electrical actuations occurring on the road implement, such as electric traction and regenerative braking - parts of the objects of the invention, both being provided by an electric motor, or any electric machine with motor/generator functionality.

[0107] Em um objeto, a presente invenção apresenta um sistema de gerenciamento para atuação elétrica em implementos rodoviários, envolvendo tração elétrica e frenagem regenerativa, compreendendo ao menos um motor elétrico (10) e ao menos um sistema de armazenamento de energia elétrica (3), em que ao menos um motor elétrico (10) interage com ao menos um eixo do implemento rodoviário, sendo a operação do motor elétrico (10) e do sistema de armazenamento de energia elétrica (3) controlada por ao menos um sistema de controle (4) conectado aos ditos motor elétrico (10) e sistema de armazenamento de energia elétrica (3).[0107] In one object, the present invention presents a management system for electrical actuation in road implements, involving electric traction and regenerative braking, comprising at least one electric motor (10) and at least one electric energy storage system (3 ), in which at least one electric motor (10) interacts with at least one axis of the road implement, the operation of the electric motor (10) and the electric energy storage system (3) being controlled by at least one control system (4) connected to said electric motor (10) and electric energy storage system (3).

[0108] Para fins da presente invenção, o motor elétrico citado refere-se a um motor elétrico que possui atuação positiva e negativa, sendo a atuação positiva a operação na função “motor elétrico”, ou seja, a geração de energia mecânica a partir da energia elétrica armazenada em um sistema de armazenamento de energia elétrica (3); e a atuação negativa sendo a operação na função “gerador elétrico” a geração de energia elétrica a partir de energia mecânica para armazenamento em um sistema de armazenamento de energia elétrica (3).[0108] For the purposes of the present invention, the aforementioned electric motor refers to an electric motor that has positive and negative actuation, the positive actuation being the operation in the "electric motor" function, that is, the generation of mechanical energy from the electrical energy stored in an electrical energy storage system (3); and the negative action being the operation in the “electrical generator” function the generation of electrical energy from mechanical energy for storage in an electrical energy storage system (3).

[0109] Em uma concretização, a geometria do sistema de tração auxiliar da presente invenção é otimizada para proporcionar acoplamento em qualquer eixo do implemento rodoviário, ou seja, pode ser posicionado desde o primeiro até o último eixo, sem restrições de uso ou acoplamento. Ainda, o sistema pode ser acoplado em um ou mais eixos do implemento rodoviário, de acordo com a necessidade e/ou demanda, sem necessidade de alteração geométrica no implemento, ou seja, o sistema de gerenciamento de frenagem regenerativa e tração elétrica é acoplável em implementos com quaisquer arranjos de eixo, sejam estes eixos de roda dupla ou não.[0109] In one embodiment, the geometry of the auxiliary traction system of the present invention is optimized to provide coupling on any axis of the road implement, that is, it can be positioned from the first to the last axle, without restrictions on use or coupling. Furthermore, the system can be coupled to one or more axes of the road implement, according to the need and/or demand, without the need for geometrical change in the implement, that is, the regenerative braking and electric traction management system is attachable to implements with any axle arrangements, whether these axles are dual wheel or not.

[0110] O sistema de armazenamento de energia elétrica (3), para fins da invenção, é qualquer elemento capaz de armazenar energia elétrica e operar nas funções de carga e descarga, ou seja, sendo passível de ser recarregado e operar como uma fonte de energia elétrica. Em uma concretização, o sistema de armazenamento de energia elétrica (3) compreende ao menos uma bateria ou ao menos um ultra-capacitor. O dito sistema de armazenamento (3) armazena a energia dissipada em momentos de frenagem e disponibiliza-a ao eixo do implemento na forma de energia elétrica para tracionamento elétrico em momentos de necessidade de tração auxiliar.[0110] The electrical energy storage system (3), for the purposes of the invention, is any element capable of storing electrical energy and operating in the charging and discharging functions, that is, being capable of being recharged and operating as a source of electricity. In one embodiment, the electrical energy storage system (3) comprises at least one battery or at least one ultra-capacitor. Said storage system (3) stores the energy dissipated in moments of braking and makes it available to the implement shaft in the form of electrical energy for electrical traction in times of need for auxiliary traction.

[0111] O sistema de controle (4), por sua vez, é o responsável por controlar as operações do motor elétrico (10) e do sistema de armazenamento (3), sendo neste último no que couber. Para isso, o sistema de controle (4) é associado a um sistema de sensoriamento (9), em que a operação do motor elétrico (10) e do sistema de armazenamento de energia elétrica (3) é definida com base nas respostas fornecidas pelo sistema de sensoriamento (9). O sistema de controle (4) gerencia a tração ou frenagem que o sistema aplica sobre o eixo do implemento, garantindo a trajetória, estabilidade e segurança do veículo.[0111] The control system (4), in turn, is responsible for controlling the operations of the electric motor (10) and the storage system (3), in the latter as applicable. For this, the control system (4) is associated with a sensing system (9), in which the operation of the electric motor (10) and the electric energy storage system (3) is defined based on the responses provided by the sensing system (9). The control system (4) manages the traction or braking that the system applies on the implement axle, ensuring the trajectory, stability and safety of the vehicle.

[0112] A partir disto, o sistema de controle (4) é provido com um algoritmo de gerenciamento da potência aplicada ao motor elétrico (10), de modo a utilizar dos sinais do sistema de sensoriamento (9) para gerenciar a tração ou frenagem da atividade/atuação elétrica do sistema. Em uma concretização, o sistema de sensoriamento (9) gera inputs para que o algoritmo de gerenciamento de potência realize as ações de tração ou regeneração conforme necessidade de atuação. Assim, com o auxílio do sistema de sensoriamento (9) associado, o implemento rodoviário, como por exemplo, um semirreboque, opera de forma inteligente de acordo com os sinais recebidos do sistema de sensoriamento (9), de tal modo que o sistema de controle (4), ao receber os sinais lidos pelo sistema de sensoriamento (9), executa uma lógica de controle para geração de ações previamente definidas no implemento rodoviário. Nesse sentido, o sistema de controle (4) é projetado de forma que o implemento rodoviário opere de forma inteligente e independente do veículo trator, contudo, é válido ressaltar que esta operação não torna o implemento rodoviário um veículo autônomo, pois há a necessidade de estar acoplado a um veículo de carga.[0112] From this, the control system (4) is provided with an algorithm for managing the power applied to the electric motor (10), in order to use the signals from the sensing system (9) to manage traction or braking of the electrical activity/actuation of the system. In one embodiment, the sensing system (9) generates inputs for the power management algorithm to perform traction or regeneration actions as needed. Thus, with the aid of the associated sensing system (9), the road implement, such as a semi-trailer, operates intelligently according to the signals received from the sensing system (9), such that the system of control (4), upon receiving the signals read by the sensing system (9), executes a control logic to generate actions previously defined in the road implement. In this sense, the control system (4) is designed so that the road implement operates intelligently and independently of the tractor vehicle, however, it is worth noting that this operation does not make the road implement an autonomous vehicle, as there is a need for be coupled to a cargo vehicle.

[0113] Em uma concretização, o algoritmo do sistema de controle (4) compreende ao menos os modos de operação: i) tração elétrica; ii) frenagem regenerativa; e iii) eixo livre. No modo de i) tração elétrica, o algoritmo é capaz de identificar a necessidade e o momento da operação do motor elétrico (10) ao eixo fornecendo energia mecânica, após identificar os sinais fornecidos pelo sistema de sensoriamento (9) e a comparação destes sinais com parâmetros pré-estabelecidos. No modo ii) frenagem regenerativa, o algoritmo identifica, por meio dos sinais fornecidos pelo sistema de sensoriamento (9), a necessidade de configurar o sistema para a operação na função de gerador elétrico do motor. Assim, a partir da comparação com parâmetros préestabelecidos, o algoritmo entre neste modo e inicia o carregamento do sistema de armazenamento de energia elétrica (3). Já no modo de iii) eixo livre, o algoritmo é capaz de identificar a necessidade de “não-operação”, ou seja, com os parâmetros dentro de limiares pré-estabelecidos e/ou por meio de regras pré-definidas, o sistema não opera o motor elétrico (10). Este modo é tido como o modo de segurança do sistema, de tal forma que quando o algoritmo identifica condições que podem gerar riscos (ou condições inseguras), o sistema não aciona o motor elétrico (10) deixando com que o eixo do implemento rodoviário haja normalmente. Adicionalmente, o modo iii) eixo livre pode ser acionado por um usuário, possibilitando a ação de segurança do sistema.[0113] In one embodiment, the control system algorithm (4) comprises at least the modes of operation: i) electric traction; ii) regenerative braking; and iii) free axis. In i) electric traction mode, the algorithm is able to identify the need and time of operation of the electric motor (10) to the shaft providing mechanical energy, after identifying the signals provided by the sensing system (9) and comparing these signals with pre-set parameters. In mode ii) regenerative braking, the algorithm identifies, through the signals provided by the sensing system (9), the need to configure the system for operation in the engine's electric generator function. Thus, from the comparison with pre-established parameters, the algorithm enters this mode and starts charging the electric energy storage system (3). In iii) free axis mode, the algorithm is able to identify the need for "non-operation", that is, with the parameters within pre-established thresholds and/or through pre-defined rules, the system does not operates the electric motor (10). This mode is taken as the system's security mode, in such a way that when the algorithm identifies conditions that can generate risks (or unsafe conditions), the system does not activate the electric motor (10) leaving the road implement axis to normally. Additionally, the iii) free axis mode can be activated by a user, enabling the system's safety action.

[0114] Em uma concretização, o sistema de sensoriamento (9) compreende sensoriamento direto e/ou indireto, sendo compreendido por ao menos um entre: sensor de movimento angular, sensor de carregamento vetorial, sensor de uso de freio, sensor de marcha ré, sensor de velocidade de roda, sensor de geolocalização, sensor de nível de carga elétrica, ou uma combinação de dois ou mais dos mesmos.[0114] In one embodiment, the sensing system (9) comprises direct and/or indirect sensing, being comprised of at least one of: angular movement sensor, vector loading sensor, brake use sensor, reverse gear sensor , wheel speed sensor, geolocation sensor, electric charge level sensor, or a combination of two or more of them.

[0115] Em uma concretização, sensoriamento direto compreende os sensores que realizam medição direta de sinais, sendo que os sensores que realizam sensoriamento direto são, por exemplo, o sensor de movimento angular, o sensor de carregamento vetorial, o sensor de uso de freio e o sensor de marcha ré.[0115] In one embodiment, direct sensing comprises sensors that perform direct measurement of signals, and sensors that perform direct sensing are, for example, the angular movement sensor, the vector loading sensor, the brake use sensor and the reverse gear sensor.

[0116] Em uma concretização, sensoriamento indireto compreende os sensores que realizam medição indireta de sinais, sendo que os sensores que realizam sensoriamento indireto são, por exemplo, o sensor de velocidade de roda e sensor de geolocalização.[0116] In one embodiment, indirect sensing comprises sensors that perform indirect measurement of signals, and sensors that perform indirect sensing are, for example, the wheel speed sensor and geolocation sensor.

[0117] Em uma concretização, o sistema de sensoriamento (9) opera em redundância, ou seja, o sistema de sensoriamento (9) promove maior segurança de operação da CVC, bem como segue normas de segurança vigentes, como por exemplo, a ISO 26262, e boas práticas do ramo automotivo.[0117] In one embodiment, the sensing system (9) operates in redundancy, that is, the sensing system (9) promotes greater safety of CVC operation, as well as follows current safety standards, such as ISO 26262, and good practices in the automotive industry.

[0118] Em uma concretização, o sensor de movimento angular e o sensor de carregamento vetorial são posicionados em um sistema de acoplamento entre o implemento rodoviário e um veículo trator. Em uma concretização, este sistema de acoplamento compreende ao menos um conjunto do tipo quintarroda e pino rei inteligentes.[0118] In one embodiment, the angular movement sensor and the vector loading sensor are positioned in a coupling system between the road implement and a tractor vehicle. In one embodiment, this coupling system comprises at least one intelligent fifth wheel and king pin type assembly.

[0119] Em uma concretização, os sensores de movimento angular e carregamento vetorial são alimentados por meio de uma fonte externa, ou seja, a partir da variação dos movimentos angulares e forças vetoriais de ao menos uma direção do sistema de acoplamento produzem uma variação no sinal de saída.[0119] In one embodiment, the angular motion and vector loading sensors are fed through an external source, that is, from the variation of angular movements and vector forces of at least one direction of the coupling system produce a variation in the exit sign.

[0120] Em uma concretização, o sensor de velocidade da roda é posicionado no eixo da roda do implemento rodoviário, de tal modo a possibilitar a medição da velocidade do mesmo.[0120] In one embodiment, the wheel speed sensor is positioned on the wheel axis of the road implement, in such a way as to enable the measurement of its speed.

[0121] Em uma concretização, o sensor de geolocalização compreende um sensor que transmite sinais de localização da CVC, tendo funcionamento semelhante a, por exemplo, um GPS. O sinal transmitido pelo sensor de geolocalização compreende localização da CVC no plano e de uma rota selecionada a ser trafegada, bem como sinais de altimetria da rota a ser percorrida.[0121] In one embodiment, the geolocation sensor comprises a sensor that transmits CVC location signals, having similar operation to, for example, a GPS. The signal transmitted by the geolocation sensor comprises the location of the CVC in the plane and a selected route to be traveled, as well as altimetry signals of the route to be covered.

[0122] Em uma concretização, o sensor de uso de freio compreende sensor posicionado no sistema de freio do implemento que indica ao sistema de controle (4) quando o sistema de freio do implemento é acionado. Em outra concretização, o sensor de uso de freio é posicionado de modo a coletar informações de acionamento do freio provindas do veículo trator, uma vez que essas informações já são convencionalmente enviadas por meio do umbilical elétrico que comunica o trator ao implemento.[0122] In one embodiment, the brake use sensor comprises a sensor positioned on the implement's brake system that indicates to the control system (4) when the implement's brake system is activated. In another embodiment, the brake use sensor is positioned in order to collect brake activation information from the tractor vehicle, since this information is already conventionally sent through the electric umbilical that communicates the tractor to the implement.

[0123] Em uma concretização, o sensor de marcha ré compreende um sensor posicionado na parte traseira do implemento que indica ao sistema de controle (4) quando a marcha ré é engatada pelo operador do veículo de carga. Este sensor pode captar informações trazidas pelo próprio umbilical do veículo trator que comunica com o implemento, podendo indicar o momento em que o motorista aciona a marcha a ré do veículo.[0123] In one embodiment, the reverse gear sensor comprises a sensor positioned on the rear of the implement that indicates to the control system (4) when the reverse gear is engaged by the cargo vehicle operator. This sensor can capture information brought by the tractor vehicle's own umbilical that communicates with the implement, and may indicate the moment when the driver activates the vehicle's reverse gear.

[0124] Em uma concretização, o sensor de nível de carga elétrica é um sensor posicionado no sistema de armazenamento de energia elétrica (3) que indica o nível de carga armazenado no dito sistema. O referido sensor é capaz de indicar o estado de carga atual do sistema de armazenamento (3). Adicionalmente, este sensor de nível pode operar coletando parâmetros elétricos do sistema de armazenamento (3) e os enviando ao sistema de controle (4), para que este possa calcular o nível de carga (e.g., SoC) da bateria.[0124] In one embodiment, the electrical charge level sensor is a sensor positioned in the electrical energy storage system (3) that indicates the charge level stored in said system. Said sensor is capable of indicating the current state of charge of the storage system (3). Additionally, this level sensor can operate by collecting electrical parameters from the storage system (3) and sending them to the control system (4) so that it can calculate the charge level (e.g., SoC) of the battery.

[0125] Em uma concretização, um inversor de frequência (2) é disposto entre o dito sistema de armazenamento (3) e ao menos um motor elétrico (10). Em uma concretização, o inversor de frequência (2) tem a função de transformar correntes alternadas em contínuas, e vice-versa, além de monitorar diversos parâmetros de entrada e aplicar os diferentes modos de operação do sistema. Ainda, o dito inversor (2) faz a interface entre o motor elétrico (10) e o sistema de armazenamento de energia elétrica (3). O dito inversor (2), então, possibilita que o sistema de armazenamento de energia elétrica (3) receba energia provinda da frenagem regenerativa e forneça energia elétrica para o motor elétrico (10) para tracionamento do eixo, realizando, então, os ajustes de tensão e corrente adequados.[0125] In one embodiment, a frequency inverter (2) is arranged between said storage system (3) and at least one electric motor (10). In one embodiment, the frequency inverter (2) has the function of transforming alternating currents into direct currents, and vice versa, in addition to monitoring several input parameters and applying the different operating modes of the system. Still, said inverter (2) interfaces between the electric motor (10) and the electric energy storage system (3). Said inverter (2), then, allows the electric energy storage system (3) to receive energy from the regenerative braking and supply electric energy to the electric motor (10) for shaft traction, then performing the adjustments of adequate voltage and current.

[0126] Em uma concretização, o sistema de controle (4) está embarcado no inversor de frequência (2), para atuação conjunta com o algoritmo de gerenciamento de potência. Em uma concretização, o inversor de frequência (2), opera de forma conjunta com a VCU (Vehicle Control Unit) do semirreboque, de modo a realizar o gerenciamento de potência do sistema.[0126] In one embodiment, the control system (4) is embedded in the frequency inverter (2), to act together with the power management algorithm. In one embodiment, the frequency inverter (2) operates in conjunction with the VCU (Vehicle Control Unit) of the semi-trailer, in order to carry out the power management of the system.

[0127] Conforme pode ser observado através das concretizações relatadas acima, todos os sensores e sinais utilizados como parâmetros estão embarcados no próprio implemento rodoviário. Com base nisso, o algoritmo do sistema de controle (4) leva em consideração o fator destes sensores para sua operação, podendo ser utilizados um ou mais destes sensores, sendo definida uma ordem de prioridade para o algoritmo, tornando assim o sistema com uma operação mais segura. Na consideração da existência de todos os sensores indicados acima, o controle (4) opera de forma aditiva, ou seja, considerando dois ou mais parâmetros ao mesmo tempo, ou de forma alternativa, considerando um parâmetro com maior fator de prioridade em relação aos demais. Em uma concretização, os sensores utilizados, em combinação com a atuação do algoritmo de gerenciamento de potência, possibilitam que o implemento rodoviário seja acoplado a um veículo trator sem que necessite modificações no veículo trator.[0127] As can be seen through the embodiments reported above, all sensors and signals used as parameters are embedded in the road implement itself. Based on this, the control system algorithm (4) takes into account the factor of these sensors for its operation, and one or more of these sensors can be used, defining a priority order for the algorithm, thus making the system with an operation safer. Considering the existence of all sensors indicated above, the control (4) operates additively, that is, considering two or more parameters at the same time, or alternatively, considering a parameter with a higher priority factor in relation to the others . In one embodiment, the sensors used, in combination with the performance of the power management algorithm, allow the road implement to be coupled to a tractor vehicle without requiring modifications to the tractor vehicle.

[0128] Para fins de exemplificação, sem limitação ao escopo da invenção, o algoritmo do sistema de controle (4) gerencia a potência aplicada com base: no nível de carga elétrica do sistema de armazenamento de energia elétrica (3); na a altimetria da rota a ser percorrida indicada pelo sensor de geolocalização; na inclinação da rodovia; no sensor de alinhamento entre o semirreboque e o caminhão trator; no sensor de carga no acoplamento; nos sensores de velocidade de roda, etc.[0128] For purposes of illustration, without limitation to the scope of the invention, the control system algorithm (4) manages the applied power based on: the level of electrical charge of the electrical energy storage system (3); the altimetry of the route to be covered indicated by the geolocation sensor; on the slope of the highway; in the alignment sensor between the semi-trailer and the tractor truck; in the load sensor in the coupling; on wheel speed sensors, etc.

[0129] Em uma concretização, o algoritmo de gerenciamento de potência gerencia também a demanda de potência pelo sistema de gerenciamento para atuação elétrica. Desta forma, o gerenciamento feito pelo algoritmo considera o sinal provindo do sensor de nível de carga elétrica do sistema de armazenamento de energia elétrica (3) que indica o nível de carga disponível para utilização em tração elétrica e/ou o quanto de carga necessita para total carregamento para poder acionar a frenagem regenerativa.[0129] In one embodiment, the power management algorithm also manages the power demand by the management system for electrical actuation. In this way, the management made by the algorithm considers the signal coming from the electrical charge level sensor of the electrical energy storage system (3), which indicates the level of charge available for use in electrical traction and/or how much charge it needs to full charging to be able to activate the regenerative braking.

[0130] Ainda, em uma concretização, o gerenciamento realizado pelo algoritmo de gerenciamento de potência pode também ser aditivo ou alternativo, com a utilização do sensor de geolocalização que sinaliza a altimetria da rota a ser percorrida. Deste modo, caso o algoritmo de gerenciamento de potência identifique que no percurso da rota à frente o implemento pode necessitar de maior energia para tração elétrica, o algoritmo, automaticamente, realiza gerenciamento da utilização da energia elétrica disponível no sistema de armazenamento de energia elétrica (3) e direciona/raciona a energia do sistema de armazenamento (3) para os momentos de maior necessidade de tração auxiliar.[0130] Still, in one embodiment, the management performed by the power management algorithm can also be additive or alternative, with the use of the geolocation sensor that signals the altimetry of the route to be covered. Thus, if the power management algorithm identifies that, in the route ahead, the implement may need more energy for electrical traction, the algorithm automatically manages the use of electrical energy available in the electrical energy storage system ( 3) and directs/rations the energy of the storage system (3) to the moments of greatest need for auxiliary traction.

[0131] Em uma concretização, em caso de utilização de marcha ré, o sistema de gerenciamento para atuação elétrica opera no modo eixo livre para evitar danos na dirigibilidade do conjunto veículo-implemento. Para tal, o sensor de marcha ré atua sinalizando ao sistema de controle (4) que a marcha ré está sendo utilizada.[0131] In one embodiment, in case of using reverse gear, the management system for electrical actuation operates in free axis mode to prevent damage to the driveability of the vehicle-implement set. For this purpose, the reverse gear sensor acts by signaling to the control system (4) that the reverse gear is being used.

[0132] Em uma concretização, o algoritmo de gerenciamento de potência opera a função de ii) frenagem regenerativa e a função de i) tração elétrica do sistema sem a interferência de um operador externo, ou seja, o algoritmo de gerenciamento de potência é um sistema de controle inteligente. Em uma concretização, o usuário possui permissão para desabilitar estas funções para prover maior segurança ao conjunto.[0132] In one embodiment, the power management algorithm operates the ii) regenerative braking function and the i) electrical traction function of the system without the interference of an external operator, that is, the power management algorithm is a intelligent control system. In one embodiment, the user is allowed to disable these functions to provide greater security for the set.

[0133] Em uma concretização, o sistema de controle (4) compreende uma VCU (Vehicle Control Unit), que abriga o algoritmo de gerenciamento de potência e faz os devidos processamentos de dados para leitura de informações do sistema de sensoriamento (9) e as devidas tomadas de decisão.[0133] In one embodiment, the control system (4) comprises a VCU (Vehicle Control Unit), which houses the power management algorithm and performs the appropriate data processing to read information from the sensing system (9) and the proper decision making.

[0134] Para que o sistema de gerenciamento para atuação elétrica em implementos rodoviários opere e o sistema de controle (4) gerencie todos os parâmetros necessários para os modos de operação, o sistema de controle (4) necessita robustez e garantia de atendimento irrestrito aos requisitos de segurança de operação.[0134] For the management system for electrical actuation on road implements to operate and the control system (4) to manage all the necessary parameters for the modes of operation, the control system (4) needs robustness and guaranteed unrestricted service to the operating safety requirements.

[0135] Em uma concretização, o sistema de controle (4) não permite que o modo de i) tração elétrica atue quando o veículo trator ou implemento estiver em processo de frenagem. Além disso, não permite que o modo i) tração elétrica atue durante manobras como curvas, condição de baixa tração, etc., bem como garante que o sistema de gerenciamento para atuação elétrica seja desligado em caso de manobras bruscas. Para tal, o sistema de sensoriamento (9) orienta e sinaliza o sistema de controle (4) para que o algoritmo de gerenciamento de potência não permita atuação nas situações descritas, com base na medição dos sensores. Ademais, no modo i) tração elétrica o sistema de controle (4) opera com potência controlada de tal modo que o implemento rodoviário nunca exerça força de “empurramento” sobre o veículo trator, de modo que o implemento rodoviário opera como um helper.[0135] In one embodiment, the control system (4) does not allow the i) electric traction mode to act when the tractor vehicle or implement is in the braking process. In addition, it does not allow i) electric traction mode to operate during maneuvers such as curves, low traction condition, etc., as well as ensuring that the management system for electrical actuation is turned off in case of sudden maneuvers. To this end, the sensing system (9) guides and signals the control system (4) so that the power management algorithm does not allow action in the situations described, based on the measurement of the sensors. Furthermore, in i) electric traction mode the control system (4) operates with controlled power in such a way that the road implement never exerts a “push” force on the tractor vehicle, so that the road implement operates as a helper.

[0136] Além disso, em uma concretização, o sistema de controle (4) não permite que entre em modo de ii) frenagem regenerativa durante situações de tração do veículo trator ou em situações em que a Combinação de Veículo de Carga necessite do modo eixo livre.[0136] In addition, in one embodiment, the control system (4) does not allow it to enter ii) regenerative braking mode during tractor vehicle traction situations or in situations where the Cargo Vehicle Combination requires axle mode free.

[0137] Ainda, em uma concretização, o sistema de controle (4) garante que o sistema de gerenciamento para atuação elétrica atue em condições onde o ângulo entre a unidade tratora e a tracionada seja conveniente para evitar a perda de dirigibilidade do veículo trator, sendo esta angulação detectada pelo sensor de movimento angular.[0137] Still, in one embodiment, the control system (4) ensures that the management system for electrical actuation acts in conditions where the angle between the tractor unit and the tractor unit is convenient to avoid loss of driveability of the tractor vehicle, this angulation being detected by the angular movement sensor.

[0138] Além disso, o sistema de controle (4) permite que, em caso de esforço positivo no sistema de acoplamento, o sistema de gerenciamento para atuação elétrica seja desativado imediatamente, com base nos dados do sensor de movimento angular e do sensor de carregamento vetorial.[0138] In addition, the control system (4) allows, in case of positive effort on the coupling system, the management system for electrical actuation to be immediately deactivated, based on data from the angular movement sensor and the sensor of vector loading.

[0139] Desta forma, a presente invenção compatibiliza o vetor de tração do veículo trator com o vetor de tração do implemento com o objetivo de evitar problemas de segurança do conjunto veículo-implemento, tanto em linha reta quanto em curvas, onde o implemento opera como um helper para o veículo trator. Para a operação segura da CVC, o implemento jamais “empurra” o veículo trator. Desta forma, uma CVC com o sistema de gerenciamento para atuação elétrica garante que a tração do implemento seja auxiliar à tração do veículo trator. Portanto, para operação segura de uma CVC com a presente invenção, a tração auxiliar do implemento não afeta a atitude direcional do veículo trator ou da combinação veículo-implemento.[0139] In this way, the present invention makes the tractor vehicle traction vector compatible with the implement traction vector in order to avoid safety problems of the vehicle-implement set, both in straight lines and in curves, where the implement operates as a helper for the tractor vehicle. For the safe operation of CVC, the implement never “pushes” the tractor vehicle. In this way, a CVC with the management system for electrical actuation ensures that the implement's traction is auxiliary to the tractor vehicle's traction. Therefore, for safe operation of a CVC with the present invention, the auxiliary traction of the implement does not affect the directional attitude of the tractor vehicle or the vehicle-implement combination.

[0140] Nestas e em outras circunstâncias, especialmente quando ocorrem ângulos entre o veículo trator e o implemento, surgem vetores resultantes que geram instabilidade na combinação de veículos de carga. A magnitude desta instabilidade é proporcional ao ângulo entre o acoplamento do veículo trator e o implemento e à diferença de tração entre o veículo trator e a proporcionada pelo implemento rodoviário dotado de tração auxiliar. O sistema de controle (4), então, gerencia a operação com base nos dados de todos os sensores do sistema de sensoriamento (9) e, a partir disso, evita a ocorrência de instabilidade na combinação de veículos de carga.[0140] In these and other circumstances, especially when there are angles between the tractor vehicle and the implement, resulting vectors arise that generate instability in the combination of cargo vehicles. The magnitude of this instability is proportional to the angle between the coupling of the tractor vehicle and the implement and the difference in traction between the tractor vehicle and that provided by the road implement equipped with auxiliary traction. The control system (4) then manages the operation based on data from all sensors in the sensing system (9) and, from this, avoids the occurrence of instability in the combination of cargo vehicles.

[0141] Em uma concretização, os sensores, cabos, o VCU, etc., possuem grau de proteção que atende os requisitos e normas automotivas, que permitem atuação em ambiente agressivo, como por exemplo, imerso em água, óleo, poeira, barro, vibração, etc.[0141] In one embodiment, the sensors, cables, the VCU, etc., have a degree of protection that meets the requirements and automotive standards, which allow performance in an aggressive environment, such as immersed in water, oil, dust, clay , vibration, etc.

[0142] Em uma concretização, o sistema de controle (4) não depende de informações da rede CAN do veículo trator, com exceção de informações já trocadas entre veículo trator e implemento, como por exemplo o sinal de acionamento do freio do veículo trator ou acionamento da marcha ré.[0142] In one embodiment, the control system (4) does not depend on information from the tractor vehicle's CAN network, with the exception of information already exchanged between tractor vehicle and implement, such as the tractor vehicle brake activation signal or reverse gear activation.

[0143] Em uma concretização, o sistema de gerenciamento compreende ao menos um painel de operações (5). Em uma concretização, o painel de operações (5) compreende uma “interface homem-máquina (IHM)” onde o operador/usuário escolhe parâmetros de rota, como por exemplo, a rota que pretende trafegar, para então o algoritmo de gerenciamento de potência controlar a utilização e aplicabilidade do modo de tração elétrica e do modo de frenagem regenerativa visando maior ganho energético, levando em consideração as características da rota selecionada, como altimetria, distância, etc., além dos sinais advindos do sistema de armazenamento de energia elétrica (3), como nível de carregamento da bateria, SoC da bateria, etc.[0143] In one embodiment, the management system comprises at least one operations panel (5). In one embodiment, the operations panel (5) comprises a "human-machine interface (HMI)" where the operator/user chooses route parameters, such as the route he intends to travel, for then the power management algorithm control the use and applicability of the electric traction mode and the regenerative braking mode aiming at greater energy gain, taking into account the characteristics of the selected route, such as altimetry, distance, etc., in addition to the signals coming from the electric energy storage system ( 3), such as battery charging level, battery SoC, etc.

[0144] Em uma concretização, a IHM é disposta em local acessível ao motorista dentro da cabine do veículo trator. O sistema de sensoriamento (9) e o sistema de controle (4) que fazem parte da IHM são dispostos sem utilização de qualquer tipo de cabeamento.[0144] In one embodiment, the HMI is placed in a location accessible to the driver inside the tractor vehicle cab. The sensing system (9) and the control system (4) that are part of the HMI are arranged without using any type of cabling.

[0145] Em uma concretização, a IHM permite configuração manual do motorista do veículo trator caso o operador do veículo permita utilização da opção manual. Desta forma, a configuração manual habilita a utilização do modo de tração elétrica do sistema, disponibilizando assim mais potência mecânica ao CVC sob comando manual do motorista. Esta função manual é permitida apenas quando todos os parâmetros de segurança medidos pelo sistema de sensoriamento (9) estiverem sendo atendidos para, assim, o modo de tração elétrica entrar em operação. Quando não for possível a utilização desta função manual, a IHM informa o motorista da não possibilidade de utilização da função manual.[0145] In one embodiment, the HMI allows manual configuration of the tractor vehicle driver if the vehicle operator allows the use of the manual option. In this way, the manual configuration enables the use of the system's electric traction mode, thus providing more mechanical power to the CVC under the driver's manual command. This manual function is only allowed when all safety parameters measured by the sensing system (9) are being met, so that the electric traction mode starts operating. When it is not possible to use this manual function, the HMI informs the driver of the impossibility of using the manual function.

[0146] Em uma concretização, a operação automática do sistema de gerenciamento para atuação elétrica pode ser alterada para o modo de operação manual em qualquer momento que o operador desejar, salvo que todos os parâmetros de segurança medidos pelo sistema de sensoriamento (9) estejam sendo cumpridos, ou seja, o algoritmo de gerenciamento de potência atua de forma automática, porém a operação manual se sobrepõe à automática de forma que o operador pode acionar o modo de tração elétrica e o modo de frenagem regenerativa quando o algoritmo de gerenciamento de potência não acionar automaticamente, ou quando achar conveniente, somente quando o sistema de sensoriamento (9) indicar total segurança de acionamento de qualquer um dos modos de operação.[0146] In one embodiment, the automatic operation of the management system for electrical actuation can be changed to manual operation mode at any time the operator wishes, unless all safety parameters measured by the sensing system (9) are being fulfilled, that is, the power management algorithm acts automatically, but the manual operation overrides the automatic so that the operator can activate the electric traction mode and the regenerative braking mode when the power management algorithm do not activate automatically, or when it deems convenient, only when the sensing system (9) indicates total safety of activation in any of the operating modes.

[0147] Em uma concretização, o sistema de controle (4) compreende adicionalmente acesso a ao menos um banco de armazenamento de dados.[0147] In one embodiment, the control system (4) further comprises access to at least one data storage bank.

[0148] Ainda, em uma concretização, o usuário ao indicar a rota no painel de operações (5), tem-se duas possibilidades: o sistema de controle (4) indica no painel que a rota é conhecida ou a rota é desconhecida. O algoritmo de gerenciamento de potência do sistema de controle (4) é capaz de identificar uma rota conhecida e o “momento ideal” para acionamento do modo de tração elétrica ou do modo de frenagem regenerativa. Ademais, para fins de compreensão, “momento ideal” compreende a otimização do uso do modo de tração elétrica ou do modo de frenagem regenerativa do sistema baseado na altimetria da rota, sendo o algoritmo de gerenciamento de potência capaz de optar, de forma automática, pela utilização ou não do sistema em prol da maior redução de consumo de combustível possível. Ainda, em uma concretização, o painel de operações (5) possui atualização remota que possibilita atualização do mapa de rotas conhecidas.[0148] Still, in an embodiment, the user indicates the route on the operations panel (5), there are two possibilities: the control system (4) indicates on the panel that the route is known or the route is unknown. The control system power management algorithm (4) is able to identify a known route and the “ideal time” for activating electric traction mode or regenerative braking mode. Furthermore, for purposes of understanding, "optimal timing" comprises the optimization of the use of the electric traction mode or the regenerative braking mode of the system based on the altimetry of the route, with the power management algorithm being able to automatically choose whether or not the system is used in favor of the greatest possible reduction in fuel consumption. Still, in one embodiment, the operations panel (5) has remote updating that allows updating the map of known routes.

[0149] Com isso, o sistema de gerenciamento da presente invenção proporciona as operações elétricas de tração e frenagem regenerativa no implemento rodoviário de forma mais segura, a partir das informações cedidas pelo sistema sensoriamento (9) e as parametrizações do sistema de controle (4) se evidenciando e suprindo uma demanda do cenário atual. Adicionalmente, este sistema também possibilita: reduzir significativamente o consumo de combustível; redução das taxas de emissões de gases intensificadores do efeito estufa por quilômetro rodado; aumento da vida útil do veículo; diminuição da necessidade de manutenção dos componentes do veículo trator, uma vez que o sistema auxilia na tração em momentos de requisição de torque; redução da exigência dos ditos componentes; redução do desgaste dos pneus por distribuir a tração em mais eixos; redução da exigência do sistema de freio, reduzindo a carga térmica nos mesmos, evitando a redução do coeficiente de atrito de seus componentes, minimizando o efeito fading; evita o superaquecimento dos componentes do freio acarretando no aumento da vida útil dos mesmos, por exemplo, lonas, tambores, discos e pastilhas.[0149] With this, the management system of the present invention provides the electrical operations of traction and regenerative braking on the road implement in a safer way, from the information provided by the sensing system (9) and the parameterizations of the control system (4 ) evidencing and supplying a demand of the current scenario. Additionally, this system also makes it possible to: significantly reduce fuel consumption; reducing greenhouse gas emissions rates per kilometer driven; increased vehicle life; reduction in the need for maintenance of the tractor vehicle components, since the system helps in traction when torque is required; reduction in the requirement of said components; reduced tire wear by distributing traction over more axles; reduction of the demand of the brake system, reducing the thermal load on them, avoiding the reduction of the friction coefficient of its components, minimizing the fading effect; prevents brake components from overheating, increasing their useful life, for example, linings, drums, discs and pads.

[0150] Em um segundo objeto, a presente invenção apresenta um processo de gerenciamento para atuação elétrica em implementos rodoviários, envolvendo tração elétrica e frenagem regenerativa, em que o implemento rodoviário é equipado com um sistema de gerenciamento para atuação elétrica compreendendo ao menos um motor elétrico (10) e ao menos um sistema de armazenamento de energia elétrica (3), sendo o processo compreendendo as etapas de:

  • a. identificação de grau de inclinação de terreno em que o implemento rodoviário é trafegado; e
  • b. seleção de modo de operação, por meio de um sistema de controle (4) compreendido no sistema de gerenciamento, sendo a seleção realizada com base pelo menos no grau de inclinação identificado.
[0150] In a second object, the present invention presents a management process for electrical actuation in road implements, involving electric traction and regenerative braking, in which the road implement is equipped with a management system for electrical actuation comprising at least one motor electric (10) and at least one electric energy storage system (3), the process comprising the steps of:
  • The. identification of the degree of slope of the terrain on which the road implement travels; and
  • B. selection of operating mode, by means of a control system (4) included in the management system, the selection being made based on at least the degree of inclination identified.

[0151] Em uma concretização, o implemento rodoviário é provido com um sistema de sensoriamento (9) que realiza monitoramento constante das condições da CVC, como por exemplo, monitora a velocidade, monitora a inclinação, monitora o acionamento dos freios, entre outros. O referido sistema de sensoriamento (9) é responsável por apresentar sinais dos parâmetros do implemento para que o sistema de controle (4) possa atuar. Assim, com base em ao menos um parâmetro prévio indicado, o sistema de controle (4) seleciona, por meio de um algoritmo, um dos possíveis modos de operação, indicando a ação que o sistema deve realizar.[0151] In one embodiment, the road implement is provided with a sensing system (9) that performs constant monitoring of the CVC conditions, such as monitoring the speed, monitoring the slope, monitoring the activation of the brakes, among others. Said sensing system (9) is responsible for presenting signals of the implement parameters so that the control system (4) can act. Thus, based on at least one previously indicated parameter, the control system (4) selects, through an algorithm, one of the possible modes of operation, indicating the action that the system must perform.

[0152] Em uma concretização, os modos de operação selecionáveis pelo sistema de controle (4) são ao menos: i) tração elétrica; ii) frenagem regenerativa; e iii) eixo livre. No modo de i) tração elétrica, o algoritmo é capaz de identificar a necessidade e o momento da operação do motor elétrico (10) ao eixo fornecendo energia mecânica, após identificar os sinais fornecidos pelo sistema de sensoriamento (9) e a comparação destes sinais com parâmetros pré-estabelecidos. No modo ii) frenagem regenerativa, o algoritmo identifica, por meio dos sinais fornecidos pelo sistema de sensoriamento (9), a necessidade de configurar o sistema para a operação na função de gerador elétrico do motor. Assim, a partir da comparação com parâmetros pré-estabelecidos, o algoritmo entre neste modo e inicia o carregamento do sistema de armazenamento de energia elétrica (3). Já no modo de iii) eixo livre, o algoritmo é capaz de identificar a necessidade de “não-operação”, ou seja, com os parâmetros dentro de limiares pré-estabelecidos e/ou por meio de regras pré-definidas, o sistema não opera o motor elétrico (10). Este é modo é tido como o modo de segurança do sistema, de tal forma que quando o algoritmo identifica condições que podem gerar riscos (ou condições inseguras), o sistema não aciona o motor elétrico (10) deixando com que o eixo do implemento rodoviário haja normalmente.[0152] In one embodiment, the operating modes selectable by the control system (4) are at least: i) electric traction; ii) regenerative braking; and iii) free axis. In i) electric traction mode, the algorithm is able to identify the need and time of operation of the electric motor (10) to the shaft providing mechanical energy, after identifying the signals provided by the sensing system (9) and comparing these signals with pre-set parameters. In mode ii) regenerative braking, the algorithm identifies, through the signals provided by the sensing system (9), the need to configure the system for operation in the engine's electric generator function. Thus, based on the comparison with pre-established parameters, the algorithm enters this mode and starts charging the electric energy storage system (3). In iii) free axis mode, the algorithm is able to identify the need for "non-operation", that is, with the parameters within pre-established thresholds and/or through pre-defined rules, the system does not operates the electric motor (10). This mode is taken as the system's security mode, in such a way that when the algorithm identifies conditions that can generate risks (or unsafe conditions), the system does not activate the electric motor (10) leaving the road implement axis there normally.

[0153] Para se realizar as tomadas de decisão automaticamente, o algoritmo deve considerar ao menos o grau de inclinação do terreno que foi identificado. Com isso, a partir da detecção de limiares de valores de graus previamente definidos, o algoritmo seleciona qual dos modos de operação o mesmo deve selecionar. Em uma concretização, a identificação de grau de inclinação do implemento é realizado por um sensor de carregamento vetorial, capaz de identificar a inclinação do trecho que está sendo percorrido. Para fins de exemplificação, em situação de inclinação positiva ou aclive, acima de um limiar de inclinação previamente definido, o algoritmo aciona o modo de i) tração elétrica. Em situação de inclinação negativa ou declive, acima de um limiar de inclinação previamente definido, o algoritmo aciona o modo de ii) frenagem regenerativa. Em caso de rota plana ou em casos de aclive ou declive dentro de um intervalo mínimo aceitável, o algoritmo aciona o modo de iii) eixo livre.[0153] To carry out the decision making automatically, the algorithm must consider at least the degree of inclination of the terrain that was identified. Thus, from the detection of thresholds of values of previously defined degrees, the algorithm selects which of the operating modes it should select. In one embodiment, the identification of the implement's inclination degree is performed by a vector loading sensor, capable of identifying the inclination of the stretch being traversed. For exemplifying purposes, in a situation of positive inclination or ascending above a previously defined inclination threshold, the algorithm activates the i) electric traction mode. In a situation of negative slope or slope, above a previously defined slope threshold, the algorithm activates the ii) regenerative braking mode. In case of a flat route or in cases of incline or incline within a minimum acceptable range, the algorithm activates the iii) free axis mode.

[0154] Em uma outra concretização, a identificação do grau de inclinação do terreno é realizada por um sensor de geolocalização comunicante a um sistema previamente alimentado com a rota em que o conjunto CVC está percorrendo, contendo também as informações altimétricas da rota. Com isso, o sistema de geolocalização consegue informar a posição atual do CVC e, a partir das informações altimétricas, indicar para o sistema de controle (4) a inclinação do trecho atual. Com base nisso, o algoritmo pode escolher os melhores momentos para se selecionar cada um dos modos de operação. Em uma concretização, as informações da rota e informações altimétricas da rota estão contidas no painel de operação (5).[0154] In another embodiment, the identification of the degree of slope of the terrain is performed by a geolocation sensor communicating to a system previously fed with the route in which the CVC set is traveling, also containing the altimetric information of the route. With this, the geolocation system is able to inform the current position of the CVC and, from the altimetric information, indicate to the control system (4) the inclination of the current section. Based on this, the algorithm can choose the best moments to select each of the operating modes. In one embodiment, route information and route altimetric information are contained in the operation panel (5).

[0155] Ainda, em uma concretização, o usuário ao indicar a rota no painel de operações (5), o sistema de controle (4) indica no painel se a rota é conhecida ou desconhecida. O algoritmo de gerenciamento de potência do sistema de controle (4) é capaz de identificar uma rota conhecida e o “momento ideal” para acionamento do modo de tração elétrica ou do modo de frenagem regenerativa. Ademais, para fins de compreensão, “momento ideal” compreende a otimização do uso do modo de tração elétrica ou do modo de frenagem regenerativa do sistema baseado na altimetria da rota, sendo o algoritmo de gerenciamento de potência capaz de optar, de forma automática, pela utilização ou não do sistema em prol da maior redução de consumo de combustível possível. Ainda, em uma concretização, o painel de operações (5) possui atualização remota que possibilita atualização do mapa de rotas conhecidas.[0155] Still, in one embodiment, the user when indicating the route on the operations panel (5), the control system (4) indicates on the panel whether the route is known or unknown. The control system power management algorithm (4) is able to identify a known route and the “ideal time” for activating electric traction mode or regenerative braking mode. Furthermore, for purposes of understanding, "optimal timing" comprises the optimization of the use of the electric traction mode or the regenerative braking mode of the system based on the altimetry of the route, with the power management algorithm being able to automatically choose whether or not the system is used in favor of the greatest possible reduction in fuel consumption. Still, in one embodiment, the operations panel (5) has remote updating that allows updating the map of known routes.

[0156] Vale notar que para a seleção dos modos de operação o algoritmo pode utilizar de informações de ambos os sensores (sensor de carregamento vetorial e sensor de geolocalização comunicante a um sistema previamente alimentado com a rota) ou de cada um deles individualmente. Adicionalmente, nota-se que em ambas as concretizações para a identificação do grau de inclinação há a consideração do limiar do grau de inclinação do terreno, onde no primeiro caso o sensor indica a inclinação por meio da disposição vetorial e, no segundo, o sensor/sistema indica a inclinação por meio da rota previamente inserida.[0156] It is worth noting that for the selection of operating modes the algorithm can use information from both sensors (vector loading sensor and geolocation sensor communicating to a system previously fed with the route) or from each of them individually. Additionally, it is noted that in both embodiments for the identification of the degree of inclination there is the consideration of the threshold of the degree of inclination of the terrain, where in the first case the sensor indicates the inclination by means of the vector arrangement and, in the second, the sensor /system indicates the slope via the previously entered route.

[0157] Em uma concretização, o sistema de controle (4) seleciona os modos de operação adicionalmente a partir de um limiar de velocidade previamente definido e identificado por meio de ao menos um sensor de velocidades posicionado no eixo da roda do implemento rodoviário. A detecção de velocidade de roda do implemento opera com uma funcionalidade complementar, ou seja, somando-se às demais detecções de parâmetros e, a partir disso, tomando as decisões de seleção de modos. Para fins de exemplificação, com esta funcionalidade o sistema pode garantir que a tração só ocorra em caso de a velocidade de roda ser conveniente, para sinalizar que o veículo está em movimento; Também, a partir deste parâmetro, é possível definir uma velocidade mínima para o modo i) tração elétrica começar a operar, bem como identificar a redução de velocidade do implemento, para se acionar o modo ii) frenagem regenerativa.[0157] In one embodiment, the control system (4) additionally selects the operating modes from a previously defined speed threshold and identified through at least one speed sensor positioned on the wheel axis of the road implement. Implement wheel speed detection operates with a complementary functionality, that is, adding to the other parameter detections and, from that, making the mode selection decisions. For purposes of illustration, with this functionality, the system can guarantee that traction only occurs when the wheel speed is convenient, to signal that the vehicle is in motion; Also, from this parameter, it is possible to define a minimum speed for the i) electric traction mode to start operating, as well as identify the implement speed reduction, to activate the ii) regenerative braking mode.

[0158] Em uma concretização, o sistema de controle (4) seleciona os modos de operação adicionalmente a partir de um limiar de angulação entre o implemento rodoviário e o veículo trator, a qual o implemento é acoplado, sendo a angulação detectada por meio de ao menos um sensor de movimento angular. Com isso, o sistema de controle (4) aumenta a segurança do sistema de gerenciamento de potência evitando que a atuação do motor elétrico (10) gere o efeito jackknife. Ademais, esta funcionalidade garante que seja respeitada a disparidade de tempo entre a unidade tratora e tracionada para evitar perda de dirigibilidade.[0158] In one embodiment, the control system (4) additionally selects the operating modes from an angulation threshold between the road implement and the tractor vehicle, to which the implement is coupled, and the angulation detected through at least one angular motion sensor. With this, the control system (4) increases the security of the power management system, preventing the actuation of the electric motor (10) from generating the jackknife effect. Furthermore, this functionality ensures that the time disparity between the tractor unit and the tractor unit is respected to avoid loss of driveability.

[0159] Em uma concretização, o sistema de controle (4) seleciona os modos de operação, adicionalmente, considerando o sinal provindo do sensor de nível de carga elétrica do sistema de armazenamento de energia elétrica (3), que indica o nível de carga disponível para utilização em tração elétrica e/ou o quanto de carga necessita para total carregamento para poder acionar a frenagem regenerativa. Com base nisso, o algoritmo considera o estado atual do sistema de armazenamento de energia elétrica (3) para selecionar os modos de operação, evitando o acionamento da frenagem regenerativa com a carga completa ou o acionamento da tração elétrica com baixa carga.[0159] In one embodiment, the control system (4) selects the operating modes, additionally considering the signal coming from the electrical charge level sensor of the electrical energy storage system (3), which indicates the charge level available for use in electric traction and/or how much charge it needs to fully charge to be able to trigger the regenerative braking. Based on this, the algorithm considers the current state of the electric energy storage system (3) to select the operating modes, avoiding the activation of the regenerative braking with full load or the activation of the electric traction with a low load.

[0160] Em uma concretização, o modo de operação i) tração elétrica compreende uma etapa de gerenciamento da potência aplicada ao motor elétrico (10), a partir de resultados obtidos por ao menos um sensor de carregamento vetorial e/ou um sensor de nível de carga elétrica do sistema de armazenamento (3). O referido sensor de carregamento vetorial é responsável por, além de indicar inclinações, dar informações sobre os vetores de força que agem entre o implemento e o veículo trator, por exemplo, vetor de aceleração e desaceleração. A partir disso, no modo i) tração elétrica, o sistema de controle (4) opera para que não ocorra o “empurramento” do veículo trator pelo implemento rodoviário acoplado. O modo de i) tração elétrica do sistema atua como um auxiliar, pois reduz a necessidade de tração do veículo trator. A aplicação do sistema no modo de tração elétrica a ao menos um eixo do implemento rodoviário traz diversos benefícios ao veículo como um todo. Em momentos que o sistema aplica torque para auxiliar na tração do veículo, são reduzidos os esforços sobre os componentes do veículo trator, deste modo, prolongando a vida útil e reduzindo a necessidade de manutenção dos mesmos, reduzindo também a taxa de emissões de gases, do consumo de combustível e períodos de viagem. A distribuição de tração entre mais pneus reduz o desgastes dos mesmos e resulta em menos dano ao pavimento de rodagem. Para fins da presente invenção, o gerenciamento da potência aplicada refere-se à quantidade de força aplicada pelo motor elétrico (10) ao eixo, seja esta força positiva ou negativa (negativa, no caso de atuar como gerador). No âmbito da invenção, o controle da potência não se limita única e exclusivamente à potência elétrica, uma vez que é relativo à força aplicada pelo motor elétrico (10), ou seja, este controle pode ser feito pela variação da tensão ou corrente elétricas que alimentam o motor.[0160] In one embodiment, the mode of operation i) electric traction comprises a step of managing the power applied to the electric motor (10), from results obtained by at least one vector loading sensor and/or a level sensor of electrical charge of the storage system (3). Said vector loading sensor is responsible for, in addition to indicating inclinations, it gives information about the force vectors acting between the implement and the tractor vehicle, for example, acceleration and deceleration vectors. From this, in i) electric traction mode, the control system (4) operates so that the tractor vehicle is not “pushed” by the coupled road implement. The system's i) electric traction mode acts as an auxiliary, as it reduces the tractor vehicle's need for traction. The application of the system in electric traction mode to at least one axle of the road implement brings several benefits to the vehicle as a whole. At times when the system applies torque to assist in vehicle traction, efforts on the tractor vehicle components are reduced, thus extending their useful life and reducing their need for maintenance, also reducing the rate of gas emissions, fuel consumption and travel periods. Traction distribution between more tires reduces tire wear and results in less damage to the tread. For the purposes of this invention, the management of applied power refers to the amount of force applied by the electric motor (10) to the shaft, whether this force is positive or negative (negative, in the case of acting as a generator). Within the scope of the invention, power control is not limited solely to electrical power, as it is related to the force applied by the electric motor (10), that is, this control can be done by varying the electrical voltage or current that feed the engine.

[0161] Não obstante, a tração gerada pelo modo de i) tração elétrica do sistema permite que o veículo desenvolva uma melhor condição de rodagem em momentos de alta requisição de torque, por exemplo, em situações de aclive, como uma subida de serra. Este fator reduz o tempo total de viagem, permitindo que o transportador seja capaz de realizar um número maior de viagens em um mesmo período de tempo.[0161] Nevertheless, the traction generated by the i) electric traction mode of the system allows the vehicle to develop a better running condition in times of high torque demand, for example, in uphill situations, such as a mountain climb. This factor reduces the total travel time, allowing the carrier to be able to make a greater number of trips in the same period of time.

[0162] Em uma concretização, o modo de operação i) tração elétrica compreende uma etapa de segurança de desacionamento do motor elétrico (10), a partir de detecção de acionamento de freio, por meio de ao menos um sensor de uso de freio. Adicionalmente, a etapa de segurança tem como default o modo i) tração elétrica desligado, de tal modo que as condições identificadas pelos sensores faz com que este modo seja ativado, possibilitando que sua operação se dê com maior segurança. Ainda, o algoritmo está configurado para que qualquer falha que ocorra durante a utilização do sistema, a tração elétrica deve ser desligada automática e instantaneamente. Em uma concretização, esta etapa de segurança avalia as condições de carga do sistema de armazenamento (3), onde caso a carga esteja abaixo de um limiar, a tração elétrica é desativada. Em uma concretização, a etapa de segurança verifica o grau de inclinação do terreno, onde caso o veículo esteja em um declive, o algoritmo bloqueia qualquer ação para o uso da tração elétrica. Adicionalmente, em uma concretização, ao entrar no modo de segurança, o sistema de controle (4) seleciona o modo iii) eixo livre.[0162] In one embodiment, the operating mode i) electric traction comprises a safety step of deactivating the electric motor (10), from brake activation detection, by means of at least one brake use sensor. Additionally, the safety step has as default mode i) electrical traction off, in such a way that the conditions identified by the sensors cause this mode to be activated, enabling its operation to take place with greater safety. Furthermore, the algorithm is configured so that any failure that occurs while using the system, the electric traction must be automatically and instantly turned off. In one embodiment, this safety step evaluates the load conditions of the storage system (3), where if the load is below a threshold, the electric traction is deactivated. In one embodiment, the safety step checks the degree of slope of the terrain, where if the vehicle is on a slope, the algorithm blocks any action for the use of electric traction. Additionally, in one embodiment, upon entering the safe mode, the control system (4) selects mode iii) free axis.

[0163] No caso de o sistema controle, ao realizar a verificação dos dados do sistema de sensoriamento (9), identificar a necessidade de selecionar o modo ii) frenagem regenerativa, o sistema fica configurado para reaproveitar a energia dissipada pelo freio durante as frenagens, convertendo a energia dissipada em energia elétrica e armazenando-a no sistema de armazenamento de energia elétrica (3) para posterior utilização em tração elétrica no modo de i) tração elétrica. Para fins de exemplificação, o modo ii) frenagem regenerativa é selecionado ao se verificar uma condição de declive do terreno e/ou ao se verificar o uso dos freios.[0163] In case the control system, when performing the data verification of the sensing system (9), identifies the need to select mode ii) regenerative braking, the system is configured to reuse the energy dissipated by the brake during braking , converting the dissipated energy into electrical energy and storing it in the electrical energy storage system (3) for later use in electrical traction in i) electrical traction mode. For purposes of illustration, mode ii) regenerative braking is selected when a slope condition is verified and/or when the use of brakes is verified.

[0164] Assim, na seleção do modo ii) frenagem regenerativa, o sistema de controle (4) opera para direcionar a energia elétrica convertida no processo de frenagem para o sistema de armazenamento de energia elétrica (3). Em uma concretização, este direcionamento se dá por meio de um inversor de frequência, controlado pelo sistema de controle (4).[0164] Thus, when selecting mode ii) regenerative braking, the control system (4) operates to direct the electrical energy converted in the braking process to the electrical energy storage system (3). In one embodiment, this direction takes place through a frequency inverter, controlled by the control system (4).

[0165] Em uma concretização, o sistema de controle (4) capta os dados do sistema de sensoriamento (9) e proporciona uma análise para determinar o início da operação do modo de frenagem regenerativa ou do modo de tração elétrica aplicado ao eixo do implemento sem que ocasione a alteração da trajetória ou perda de controle sobre o veículo pelo implemento tracionado.[0165] In one embodiment, the control system (4) captures the data from the sensing system (9) and provides an analysis to determine the start of operation of the regenerative braking mode or the electric traction mode applied to the implement shaft without causing the change of trajectory or loss of control over the vehicle by the tractored implement.

[0166] Em uma concretização, o sistema de controle (4) considera, em seu algoritmo, os sinais provindos de todos os sensores descritos anteriormente, de modo a considerar dois ou mais parâmetros para a seleção dos modos de operação, de modo que a redundância das informações seja considerada, possibilitando maior nível de segurança na operação do conjunto.[0166] In one embodiment, the control system (4) considers, in its algorithm, the signals coming from all the sensors described above, in order to consider two or more parameters for the selection of operating modes, so that the redundancy of information is considered, enabling a greater level of security in the operation of the set.

[0167] Em uma concretização, os modos de operação podem ser acionados automaticamente pelo algoritmo de gerenciamento de potência ou manualmente pelo operador. Os acionamentos manual e automático operam conjuntamente, de tal modo que uma prioridade/escala de segurança de acionamento é definida, por exemplo, o acionamento automático é prioritário em relação ao manual ou o acionamento manual é prioritário em relação ao automático. Em uma concretização, o acionamento manual apenas é permitido pelo sistema de controle (4) quando todos os parâmetros de segurança medidos e devidamente sinalizados pelo sistema de sensoriamento (9) indicar total segurança para realizar tal acionamento. Em uma concretização, o desacionamento manual do sistema de gerenciamento é prioritário frente a qualquer ação que possa ser tomada pelo sistema de controle (4), garantindo que um usuário possa desativar o sistema no caso de qualquer emergência.[0167] In one embodiment, the operating modes can be triggered automatically by the power management algorithm or manually by the operator. Manual and automatic triggers operate together such that a trigger priority/safety scale is defined, for example, automatic triggering takes precedence over manual or manual triggering takes precedence over automatic. In one embodiment, manual activation is only allowed by the control system (4) when all safety parameters measured and properly signaled by the sensing system (9) indicate total safety to perform such activation. In one embodiment, manual deactivation of the management system takes precedence over any action that may be taken by the control system (4), ensuring that a user can deactivate the system in the event of any emergency.

[0168] Em um terceiro objeto, a presente invenção apresenta um sistema de acoplamento inteligente entre implemento rodoviário e veículo trator, em que o implemento rodoviário é equipado com um sistema de gerenciamento para atuação elétrica compreendendo ao menos um motor elétrico (10) e ao menos um sistema de armazenamento de energia elétrica (3), sendo o sistema de acoplamento compreendendo ao menos um sensor de movimento angular e um sensor de carregamento vetorial comunicantes com um sistema de controle (4) do sistema de gerenciamento do implemento.[0168] In a third object, the present invention presents an intelligent coupling system between road implement and tractor vehicle, in which the road implement is equipped with a management system for electrical actuation comprising at least one electric motor (10) and the at least one electrical energy storage system (3), the coupling system comprising at least one angular movement sensor and one vector loading sensor communicating with a control system (4) of the implement management system.

[0169] Em uma concretização, o sistema de acoplamento compreende um pinorrei posicionado no implemento rodoviário que acopla em uma quintarroda posicionada no veículo trator.[0169] In one embodiment, the coupling system comprises a pinnore positioned on the road implement that couples on a fifth wheel positioned on the tractor vehicle.

[0170] Em uma concretização, a quintarroda e/ou o pinorrei são dotados de ao menos um sensor de movimento angular e ao menos um sensor de carregamento vetorial, que proporcionam o mapeamento dos dados de movimento do sistema de acoplamento entre o veículo trator e o implemento, ou entre a quintarroda e o pinorrei.[0170] In one embodiment, the quintaroda and/or the pinorre are provided with at least one angular movement sensor and at least one vector loading sensor, which provide the mapping of the movement data of the coupling system between the towing vehicle and the implement, or between the quintarroda and the pinorrei.

[0171] Em uma concretização, os sensores de movimento angular e os sensores de carregamento vetorial estão posicionados na quintarroda do veículo trator. Em uma concretização, o sensor de movimento angular está posicionado no pinorrei e o sensor de carregamento vetorial está posicionado na quintarroda. Em uma concretização, ambos os ditos sensores estão posicionados no pinorrei. Em uma concretização, o sensor de movimento angular está posicionado na quintarroda e o sensor de carregamento vetorial está posicionado no pinorrei.[0171] In one embodiment, the angular motion sensors and vector loading sensors are positioned on the fifth wheel of the towing vehicle. In one embodiment, the angular motion sensor is positioned on the pegboard and the vector loading sensor is positioned on the fifth wheel. In one embodiment, both of said sensors are positioned on the pegboard. In one embodiment, the angular motion sensor is positioned on the fifth wheel and the vector loading sensor is positioned on the pegboard.

[0172] As combinações de Veículos de Carga (CVC), em situações de aceleração, o modo de tração elétrica do sistema atua de forma que vetor de tração entre a quintarroda e o pinorrei seja mantido orientado no sentido do movimento e de forma paralela ao eixo central da CVC. Isso é feito compreendendo tolerância de esterçamento, para proporcionar a cópia de trajetória da via de rodagem, ou seja, havendo um tracionamento do implemento. Assim, a tecnologia garante que não ocorra o “empurramento” do veículo trator, ou seja, garante que o implemento rodoviário mantenha sempre um regime sincronizado de redução do vetor de tração, implicando na redução de necessidade da tração do cavalo. Neste sentido, o modo de tração elétrica do sistema da presente invenção atua como um auxiliador, de tal modo que o implemento rodoviário não empurre o veículo trator, evitando gerar o efeito “jackknife”, ou, como de conhecimento, os efeitos canivete ou L. Em situações de frenagem, os esforços resultantes no pinorrei podem inverter de sentido, porém sem prejuízos à dirigibilidade do veículo.[0172] In combinations of Cargo Vehicles (CVC), in acceleration situations, the system's electrical traction mode acts in such a way that the traction vector between the fifth wheel and the pinorrei is kept oriented in the direction of movement and parallel to the central axis of the CVC. This is done considering steering tolerance, to provide a copy of the trajectory of the roadway, that is, having a traction of the implement. Thus, the technology guarantees that the tractor vehicle does not “push”, that is, it guarantees that the road implement always maintains a synchronized regime of reduction of the traction vector, implying a reduction in the need for horse traction. In this sense, the electric traction mode of the system of the present invention acts as an auxiliary, in such a way that the road implement does not push the tractor vehicle, avoiding generating the "jackknife" effect, or, as known, the knife or L effects In braking situations, the resulting efforts in the pinorrei can reverse direction, but without harming the vehicle's drivability.

[0173] Em uma concretização, o sistema de acoplamento adicionalmente compreende outros pontos de monitoramento para auxiliar o sistema de gerenciamento a definir um sensor inercial no implemento e/ou meios para sinalizar o comportamento do(s) implemento(s) acoplado(s). Em uma concretização, sinais advindos do pedal de freio são usados desligar a tração do sistema de gerenciamento.[0173] In one embodiment, the coupling system additionally comprises other monitoring points to assist the management system to define an inertial sensor on the implement and/or means to signal the behavior of the coupled implement(s) . In one embodiment, signals from the brake pedal are used to turn off the traction management system.

[0174] É um objeto da presente invenção, um sistema de gerenciamento para atuação elétrica em implementos rodoviários, envolvendo tração elétrica e frenagem regenerativa, compreendendo um sistema de controle (4) comunicante com um painel de operações (5), em que o painel de operações (5) é provido com ao menos uma rota para tráfego do implemento rodoviário, sendo a dita rota contendo dados de perfil altimétrico da rota, em que: o sistema de controle (4), provido com um algoritmo, seleciona modos de operação a partir dos dados do perfil altimétrico da rota, sendo os modos de operação ao menos um entre i) tração elétrica, ii) frenagem regenerativa, iii) eixo livre, ou uma combinação entre os mesmos.[0174] It is an object of the present invention, a management system for electrical actuation in road implements, involving electric traction and regenerative braking, comprising a control system (4) communicating with an operations panel (5), in which the panel of operations (5) is provided with at least one route for traffic of the road implement, said route containing altimetric profile data of the route, in which: the control system (4), provided with an algorithm, selects modes of operation from the altimetric profile data of the route, the operating modes being at least one of i) electric traction, ii) regenerative braking, iii) free axle, or a combination thereof.

[0175] A rota a ser trafegada pelo veículo trator e implemento rodoviário é previamente definida por um operador/usuário, onde nesta rota os dados do perfil altimétrico são adquiridos por meio de informações contidas em banco de dados, informações via satélite, informações via imagens aéreas, informações levantadas local e manualmente, etc. Com base nisso, é possível verificar os pontos em que há maior trechos de aclive, declive e planos ao longo da rota. Assim, ao acessar essas informações, o sistema de controle (4), por meio de um algoritmo previamente configurado, decide pela seleção de qual dos modos de operação o sistema de gerenciamento deve utilizar.[0175] The route to be traveled by the tractor vehicle and road implement is previously defined by an operator/user, where on this route the altimetric profile data is acquired through information contained in a database, satellite information, information via images air, information collected locally and manually, etc. Based on this, it is possible to verify the points where there are greater sections of incline, slope and planes along the route. Thus, when accessing this information, the control system (4), through a previously configured algorithm, decides by selecting which of the operating modes the management system should use.

[0176] O sistema de gerenciamento compreende um sistema de armazenamento de energia elétrica (3) comunicante com um motor elétrico (10) que interage com o eixo do implemento rodoviário. Em uma concretização, o sistema de gerenciamento compreende ao menos um sensor de nível de carga elétrica posicionado no sistema de armazenamento (3), capaz de indicar a quantidade de carga presente no dito sistema (3).[0176] The management system comprises an electrical energy storage system (3) communicating with an electric motor (10) that interacts with the axis of the road implement. In one embodiment, the management system comprises at least one electrical charge level sensor positioned in the storage system (3), capable of indicating the amount of charge present in said system (3).

[0177] Assim, em uma concretização, o sistema de controle (4) considera em seu algoritmo os dados do perfil altimétrico e a quantidade de carga do sistema de armazenamento (3), de modo a propor um gerenciamento da energia elétrica a ser utilizada no conjunto e, consequentemente, melhor otimização no consumo de combustível. Durante a operação, o sistema de controle (4) orienta a atuação dos modos de tração elétrica, frenagem regenerativa ou eixo livre, de acordo com a necessidade de operação a partir dos sinais de localização atual do conjunto providos pelo sensor de geolocalização.[0177] Thus, in one embodiment, the control system (4) considers in its algorithm the altimetric profile data and the amount of load of the storage system (3), in order to propose a management of the electrical energy to be used as a whole and, consequently, better optimization of fuel consumption. During operation, the control system (4) guides the actuation of the electric traction, regenerative braking or free axle modes, according to the need for operation from the current location signals of the set provided by the geolocation sensor.

[0178] Nesse sentido, para fins de exemplificação, o sistema de controle (4), a partir das informações de altimetria consideradas como preditivas, é capaz de identificar se o atual aclive possui uma inclinação menos íngreme do que o aclive subsequente, de modo a optar a seleção do modo i) tração elétrica apenas no próximo aclive. Em uma concretização, o algoritmo do sistema de controle considera uma relação entre a altimetria da rota e o nível de carga do sistema de armazenamento (3). A partir de parâmetros desta relação, o algoritmo é capaz de selecionar os modos de operação em conformidade. Adicionalmente, em uma concretização, é realizado um cálculo prévio da quantidade de trechos de aclive, e as respectivas distâncias, e quantidade de trechos de declive, e as respectivas distâncias, que estão presentes na rota a ser percorrida. Assim, considerando as relações de carga x descarga do sistema de armazenamento (3) (conhecidas previamente), o algoritmo é capaz de predizer aproximadamente o estado de carga do sistema (3) ao final da rota. Com isso, a depender deste resultado, o algoritmo é capaz de identificar os momentos mais ideais para a aplicação do modo i) tração elétrica, podendo ser apenas nos aclives de maior inclinação e/ou maior prolongamento.[0178] In this sense, for purposes of illustration, the control system (4), from the altimetry information considered as predictive, is able to identify whether the current slope has a less steep slope than the subsequent slope, so to choose the mode selection i) electric drive only on the next slope. In one embodiment, the control system algorithm considers a relationship between the altimetry of the route and the load level of the storage system (3). From parameters of this relation, the algorithm is able to select the operating modes accordingly. Additionally, in one embodiment, a previous calculation is performed of the number of uphill stretches, and the respective distances, and the number of downhill stretches, and the respective distances, which are present in the route to be covered. Thus, considering the load x unload ratios of the storage system (3) (previously known), the algorithm is able to approximately predict the state of load of the system (3) at the end of the route. With that, depending on this result, the algorithm is able to identify the most ideal moments for the application of the i) electric traction mode, which may only be on the steepest slopes and/or the greatest extension.

[0179] A aplicação do dito sistema em implementos rodoviários resulta em diversas vantagens para a combinação e para a operação de transporte, como redução significativa do consumo de combustível, além do gerenciamento da carga da bateria utilizada no sistema, proporcionando um consumo inteligente da bateria no sistema de atuação elétrica do implemento rodoviário.[0179] The application of said system in road implements results in several advantages for the combination and for the transport operation, such as a significant reduction in fuel consumption, in addition to managing the battery charge used in the system, providing an intelligent battery consumption in the electrical actuation system of the road implement.

[0180] Os exemplos a seguir descritos ilustram algumas das formas de concretizar a invenção, mas não devem ser interpretados como limitantes da mesma.[0180] The examples described below illustrate some of the ways to carry out the invention, but should not be interpreted as limiting the same.

[0181] Exemplo 1 - Sistema de gerenciamento de tração elétrica e frenagem regenerativa em implemento rodoviário[0181] Example 1 - Electric traction and regenerative braking management system in road implement

[0182] Os exemplos aqui mostrados têm o intuito somente de exemplificar uma das inúmeras maneiras de se realizar a invenção, contudo sem limitar, o escopo da mesma.[0182] The examples shown here are intended only to exemplify one of the numerous ways to carry out the invention, however without limiting the scope of it.

[0183] Para uma exemplificação do conceito da invenção, foram consideradas diversas premissas iniciais, que enfatizam a segurança do sistema, bem como visam as melhores condições de operação para diminuir o consumo de combustível e aumentar a vida útil dos componentes. Tais premissas referem-se: ao desenvolvimento do sistema de controle para que o implemento rodoviário seja acoplado a um veículo trator sem necessidade de modificações no mesmo; instalação de sensoriamentos indiretos, principalmente para que haja redundância de segurança no sistema; o sistema de controle (algoritmo) ser projetado de forma que o semirreboque (implemento) possa operar de forma independente do veículo trator; todos os sensores e sinais utilizados como parâmetro de controle devem obrigatoriamente estar embarcados no semirreboque.[0183] For an illustration of the concept of the invention, several initial premises were considered, which emphasize the safety of the system, as well as aim at the best operating conditions to reduce fuel consumption and increase the useful life of the components. Such premises refer to: the development of the control system so that the road implement is coupled to a tractor vehicle without the need for modifications to it; installation of indirect sensing, mainly so that there is security redundancy in the system; the control system (algorithm) is designed so that the semi-trailer (implement) can operate independently of the towing vehicle; all sensors and signals used as a control parameter must be on board the semi-trailer.

[0184] Ademais, o algoritmo deve ser responsável pela operação do sistema de tração auxiliar, bem como do modo de frenagem regenerativa, sem a interferência de um operador externo, nas seguintes condições: a) Em trechos planos ou com inclinação positiva (aclives) o sistema deve operar somente no modo trativo (nunca regenerativo), de acordo com parâmetros de bateria que permitam a utilização da mesma, inclinação de rodovia conveniente e com o veículo trator em modo tração (avançando); b) Em inclinações negativas (declives), onde faz-se necessário a redução ou manutenção da velocidade, o sistema deve operar no modo regenerativo, de acordo com parâmetros de bateria que permitam o carregamento da mesma, inclinação de rodovia conveniente e com o veículo trator em modo frenagem; c) Em trechos planos, o sistema o sistema deve operar no modo “roda livre”, sem gerar restrições nem mesmo auxílio trativo; d) Em caso de marcha ré, o sistema deve operar no modo “roda livre”, para evitar desvios na dirigibilidade do conjunto.[0184] In addition, the algorithm must be responsible for the operation of the auxiliary traction system, as well as the regenerative braking mode, without the interference of an external operator, under the following conditions: a) In flat sections or with positive inclination (inclines) the system must operate only in traction mode (never regenerative), according to battery parameters that allow its use, convenient road inclination and with the tractor vehicle in traction mode (advancing); b) On negative slopes (slopes), where it is necessary to reduce or maintain speed, the system must operate in regenerative mode, according to battery parameters that allow battery charging, convenient road inclination and with the vehicle tractor in braking mode; c) In flat sections, the system must operate in “free wheel” mode, without generating restrictions or even traction assistance; d) In case of reverse gear, the system must operate in “free wheel” mode, to avoid deviations in the driveability of the set.

[0185] Em vista disso, foi projetado um sistema de gerenciamento com o sistema de controle (4) desenvolvido com um algoritmo operando a partir das respostas do sistema de sensoriamento (9). Para isto, o sistema de sensoriamento foi projetado de modo a conter o sensoriamento direto e o sensoriamento indireto (redundante), sendo composto por: sensor de movimento angular, sensor de carregamento vetorial, sensor de movimento, sensor de uso de freio, sensor de marcha ré, sensor de velocidade de roda, sensor de geolocalização e sensor de nível de carga elétrica. Todos os sensores foram posicionados no semirreboque, para garantir que nenhuma modificação tivesse sido necessária no veículo trator.[0185] In view of this, a management system was designed with the control system (4) developed with an algorithm operating from the responses of the sensing system (9). For this, the sensing system was designed to contain direct sensing and indirect (redundant) sensing, consisting of: angular movement sensor, vector loading sensor, motion sensor, brake use sensor, sensor of reverse gear, wheel speed sensor, geolocation sensor and electric charge level sensor. All sensors were positioned on the semi-trailer to ensure that no modifications were necessary to the towing vehicle.

[0186] Assim, em trechos de rodovia planos ou com inclinação positiva, ou seja, em situação de aclives, o sistema de gerenciamento para atuação elétrica opera no modo tração elétrica, mas nunca no modo de frenagem regenerativa. No modo de tração elétrica, o sistema opera de acordo com parâmetros do sensor de nível de carga elétrica, ou seja, se há energia elétrica disponível no sistema de armazenamento (3) para utilização em tração elétrica, bem como considera a inclinação de aclive ≥ 0% da rodovia, ou seja, a tração atua em condição plana ou em inclinação positiva. Desta forma, o sistema de sensoriamento (9) orienta o algoritmo de gerenciamento de potência acerca da inclinação positiva da rodovia ou trecho plano e, a partir disso, o algoritmo aciona o motor elétrico (10) que traciona o eixo do implemento com a energia elétrica armazenada. Nesse sentido, o algoritmo foi projetado de tal modo que o modo tração elétrica seja acionada apenas em aclive ou em trecho plano.[0186] Thus, on flat road sections or with a positive inclination, that is, in hilly situations, the management system for electrical actuation operates in electric traction mode, but never in regenerative braking mode. In electric traction mode, the system operates according to parameters of the electric charge level sensor, that is, if there is electrical energy available in the storage system (3) for use in electric traction, as well as considering the incline slope ≥ 0% of the road, that is, the traction operates in a flat condition or on a positive slope. In this way, the sensing system (9) guides the power management algorithm about the positive slope of the road or flat stretch and, from that, the algorithm activates the electric motor (10) that pulls the implement axis with energy electrical stored. In this sense, the algorithm was designed in such a way that the electric traction mode is activated only on an uphill or flat stretch.

[0187] Em trechos de rodovias com inclinações negativas, ou seja, em trechos de declives, onde se faz necessário a redução ou manutenção da velocidade, o sistema de gerenciamento para atuação elétrica opera no modo de frenagem regenerativa, de acordo com os parâmetros advindos do sensor de nível de carga elétrica do sistema de armazenamento de energia elétrica (3), para que permitam o carregamento da mesma, bem como considerando a inclinação inferior a 0 da rodovia. Ainda, a partir dos sensores e rotinas de redundância que o sistema opera, o sistema de controle (4) seleciona o modo de frenagem regenerativa considerando o grau de inclinação negativa e a distância do trecho nestas condições, a fim de determinar o potencial de regeneração. Desta forma, ao acionar o modo de frenagem regenerativa, é reaproveitada a energia das frenagens para alimentar o sistema de armazenamento de energia elétrica (3).[0187] On sections of roads with negative slopes, that is, on sections of slopes, where it is necessary to reduce or maintain speed, the management system for electrical actuation operates in the regenerative braking mode, according to the resulting parameters of the electric charge level sensor of the electric energy storage system (3), to allow the charging of the same, as well as considering the inclination less than 0 of the highway. Also, from the sensors and redundancy routines that the system operates, the control system (4) selects the regenerative braking mode considering the degree of negative slope and the distance of the stretch under these conditions, in order to determine the regeneration potential . Thus, when activating the regenerative braking mode, the energy from the braking is reused to feed the electrical energy storage system (3).

[0188] Em trechos planos de rodovia, o sistema de gerenciamento para atuação elétrica opera no modo eixo livre, que compreende o modo em que não é gerado restrições ao implemento, nem auxílio trativo. Para tal, o sistema de sensoriamento (9) identifica que não há situação de demanda por tracionamento auxiliar e não há momentos de frenagem para que seja acionado o modo regenerativo. Contudo, mesmo em trechos planos, a tração elétrica pode ser ativada.[0188] In flat stretches of highway, the management system for electrical actuation operates in the free axis mode, which comprises the mode in which restrictions are not generated to the implement, nor traction assistance. To this end, the sensing system (9) identifies that there is no demand situation for auxiliary traction and there are no braking moments for the regenerative mode to be activated. However, even on flat stretches, electric traction can be activated.

[0189] Ademais, o algoritmo do sistema de controle (4) é configurado de tal modo a não permitir que o modo i) tração elétrica atue durante manobras como curvas, condição de baixa tração, etc., bem como garante que o sistema de gerenciamento para atuação elétrica seja desligado em caso de manobras bruscas. Ademais, no modo i) tração elétrica o sistema de controle (4) opera com potência controlada de tal modo que o implemento rodoviário nunca exerça força de “empurramento” sobre o veículo trator, onde o implemento rodoviário opera como um helper. Para isso, no caso de o sensor de movimento angular e/ou o sensor de carregamento vetorial detectarem esforço positivo no sistema de acoplamento entre o implemento e o veículo trator, o sistema de gerenciamento para atuação elétrica é desativado imediatamente.[0189] In addition, the control system algorithm (4) is configured in such a way as not to allow the i) electric traction mode to act during maneuvers such as curves, low traction condition, etc., as well as ensuring that the system of management for electrical actuation is turned off in case of sudden maneuvers. Furthermore, in i) electric traction mode, the control system (4) operates with controlled power in such a way that the road implement never exerts a “push” force on the tractor vehicle, where the road implement operates as a helper. For this, in case the angular movement sensor and/or the vector loading sensor detect a positive effort in the coupling system between the implement and the towing vehicle, the management system for electrical actuation is immediately deactivated.

[0190] Ainda, o sistema de controle (4) permite que, em caso de necessidade de potência auxiliar de start em situações de aclive, o sistema de gerenciamento para atuação elétrica atue como assistente de tração para evitar recuos da CVC. Para isso, o sensor de carregamento vetorial sinaliza ao algoritmo de gerenciamento de potência que a CVC está em situação de aclive e aciona o modo de tração elétrica. Não obstante, o sistema de controle (4) permite que, em situações de aclive, jamais deve ser acionado o modo de frenagem regenerativa, mesmo quando o sistema de freio esteja operando. Para isso, o sensor de carregamento vetorial identifica e sinaliza ao algoritmo de gerenciamento de potência que a CVC está em situação de aclive e, portanto, necessita de tracionamento.[0190] Also, the control system (4) allows, in case of need for auxiliary start power in uphill situations, the management system for electrical actuation to act as a traction assistant to avoid CVC setbacks. For this, the vector load sensor signals to the power management algorithm that the CVC is in an uphill situation and activates the electric traction mode. However, the control system (4) allows that, in uphill situations, the regenerative braking mode must never be activated, even when the brake system is operating. For this, the vector load sensor identifies and signals to the power management algorithm that the CVC is in an uphill situation and, therefore, needs traction.

[0191] O sistema de controle (4) também permite que o modo de tração elétrica só seja acionado em caso de a velocidade das rodas estiver acima de 0, sendo conveniente para sinalizar que o veículo trator está em movimento para frente, utilizando, neste caso, os dados do sensor de velocidade de roda do implemento.[0191] The control system (4) also allows the electric traction mode to be activated only in case the wheel speed is above 0, being convenient to signal that the tractor vehicle is moving forward, using, in this In this case, the implement wheel speed sensor data.

[0192] Adicionalmente, o algoritmo do sistema de controle (4) não permite a seleção do modo de ii) frenagem regenerativa durante situações de tração do veículo trator ou em situações em que a Combinação de Veículo de Carga necessite do modo eixo livre. Para isso, o sensor de carregamento vetorial identifica se a CVC está em trecho de aclive, com o algoritmo de gerenciamento de potência acionando o modo de tração elétrica, ou se a CVC está em trecho plano, com o algoritmo de gerenciamento de potência acionando o modo eixo livre. No mais, o sensor de velocidade e o sensor de movimento angular auxiliam na identificação de que a CVC está em condição de manobra e, por isso, deve ser mantido o modo iii) eixo livre. Ainda assim, o sistema de controle (4) pode permitir que o modo frenagem regenerativa atue, em determinados ângulos de atuação, independentemente do acionamento do freio, haja vista que o veículo trator pode ter outros recursos para iniciar uma descida.[0192] Additionally, the control system algorithm (4) does not allow selection of the ii) regenerative braking mode during towing vehicle traction situations or in situations where the Load Vehicle Combination requires free axle mode. For this, the vector loading sensor identifies whether the CVC is in an uphill stretch, with the power management algorithm activating the electric traction mode, or if the CVC is in a flat section, with the power management algorithm activating the free axis mode. Furthermore, the speed sensor and the angular movement sensor help to identify that the CVC is in a maneuverable condition and, therefore, mode iii) free axis must be maintained. Even so, the control system (4) can allow the regenerative braking mode to act, at certain angles of action, regardless of the brake activation, given that the tractor vehicle may have other resources to initiate a descent.

[0193] Para se evitar o efeito jackknife, ou qualquer aplicação de força indevida no momento em que o veículo trator está com uma angulação em relação ao semirreboque, evitando a perda de dirigibilidade do veículo, o algoritmo é configurado para selecionar o modo i) tração elétrica para diferentes ângulos entre as unidades da CVC, contudo, em qualquer momento o ângulo relativo entre as unidades (tratora e tracionada(as)) não pode gerar influencia dinâmica capaz de alterar a dirigibilidade da combinação, tendo como base os parâmetros dos demais sistemas, sensores e controles do conjunto. Estão contemplados no sistema automático gerenciado pelo algoritmo, ângulos de 0 à 60° (para esquerda e direita). O sistema pode ser demandando a operar com valores superiores a 60 graus, contudo, neste caso o sistema requer o acionamento manual. Desta forma, como pode ser visto na figura 6, o ângulo Ɵ exemplifica uma faixa segura de atuação em relação ao eixo de referência do veículo trator, possibilitando que o sistema atue como helper mesmo em situações de curva em aclives. O sistema garante que condições dinâmicas de curvas e arrasto de eixo sejam consideradas para que a segurança do conjunto seja mantida.[0193] To avoid the jackknife effect, or any application of undue force at the time the tractor vehicle is at an angle in relation to the semi-trailer, avoiding loss of vehicle driveability, the algorithm is configured to select mode i) electric traction for different angles between the CVC units, however, at any time the relative angle between the units (tractor and tractor) cannot generate dynamic influence capable of changing the drivability of the combination, based on the parameters of the others systems, sensors and controls. Angles from 0 to 60° (left and right) are included in the automatic system managed by the algorithm. The system may be demanding to operate with values above 60 degrees, however, in this case the system requires manual activation. Thus, as can be seen in figure 6, angle Ɵ exemplifies a safe range of action in relation to the reference axis of the tractor vehicle, enabling the system to act as a helper even in situations of curves on slopes. The system ensures that dynamic conditions of curves and axle drag are considered so that the safety of the assembly is maintained.

[0194] Adicionalmente, em caso de utilização de marcha ré, o sistema de gerenciamento para atuação elétrica opera no modo eixo livre para evitar danos na dirigibilidade do conjunto veículo-implemento. Para tal, o sensor de marcha ré atua sinalizando ao sistema de controle (4) que a marcha ré está sendo utilizada. Alternativamente, a indicação de que o veículo trator engatou a marcha ré é identificada por meio do umbilical que convencionalmente faz a interligação entre o veículo trator e o semirreboque.[0194] Additionally, in case of using reverse gear, the management system for electrical actuation operates in free axis mode to prevent damage to the driveability of the vehicle-implement set. For this purpose, the reverse gear sensor acts by signaling to the control system (4) that the reverse gear is being used. Alternatively, the indication that the tractor vehicle has engaged the reverse gear is identified by means of the umbilical that conventionally makes the interconnection between the tractor vehicle and the semi-trailer.

[0195] Conforme mencionado anteriormente, o algoritmo também considera o sinal provindo do sensor de nível de carga elétrica do sistema de armazenamento de energia elétrica (3) que indica o nível de carga disponível para utilização em tração elétrica e/ou o quanto de carga necessita para total carregamento para poder acionar a frenagem regenerativa. Ademais, as condições do nível de carga são indicadas ao usuário, para que possa ter ciência do atual estado da bateria.[0195] As mentioned above, the algorithm also considers the signal coming from the electrical charge level sensor of the electrical energy storage system (3) which indicates the level of charge available for use in electrical traction and/or how much charge it needs to be fully charged to be able to activate the regenerative braking. Furthermore, the charge level conditions are indicated to the user, so that he can be aware of the current battery status.

[0196] Em outra premissa de projeto, o sistema de controle (4) foi configurado para permitir que, em caso de necessidade de atuação do sistema de freio ABS, o sistema de gerenciamento para atuação elétrica deixe de atuar imediatamente, com base nos dados do sensor de velocidade de roda e do sensor de uso de freio do implemento. Ainda, o sistema de controle (4) não interfere no funcionamento do sistema de freio ABS ou em qualquer outro sistema de segurança do veículo. Ademais, no caso de atuação de qualquer sistema de segurança auxiliar (ABS, EBS, ESC), o sistema de controle (4) interrompe a atuação do sistema de gerenciamento de atuação elétrica, deixando o conjunto em modo de eixo livre.[0196] In another design premise, the control system (4) was configured to allow, in case of need for action of the ABS brake system, the management system for electrical actuation ceases to act immediately, based on the data of the implement wheel speed sensor and brake wear sensor. Furthermore, the control system (4) does not interfere with the functioning of the ABS brake system or any other vehicle safety system. Furthermore, in case of actuation of any auxiliary safety system (ABS, EBS, ESC), the control system (4) interrupts the actuation of the electrical actuation management system, leaving the set in free axis mode.

[0197] Adicionalmente, o algoritmo considera as informações da rota em que o veículo está percorrendo, onde um usuário indica através de um painel de operações a rota a ser percorrida pelo veículo, citando um ponto de partida e um ponto de chegada e o caminho entre estes dois pontos. Nestas informações de rota estão contidos também os dados do perfil altimétrico do trecho. Assim, com base neste perfil altimétrico e nos sinais enviados pelo sensor de geolocalização, que indica a posição atual do veículo, o algoritmo do sistema de controle (4) é capaz de identificar a existência de aclives e declives. Ademais, com acesso a estas informações preditivas, o algoritmo de controle é capaz de indicar o momento ideal da seleção dos modos. Por exemplo, mesmo que seja detectada uma situação de aclive, o sistema de controle (4), a partir do perfil altimétrico, sabe que o atual aclive não possui uma inclinação muito íngreme e que seria mais viável aguardar a próxima situação de aclive, que é mais íngreme que a primeira, para se acionar o modo de tração elétrica. Com isso, o sistema de controle pode optar ao longo da rota em racionalizar a potência aplicada ao motor, de modo a conservar a energia armazenada na bateria. Vale ressaltar que esta condição de terreno é extremamente normal em países com perfil geográfico dotado de relevos, tal como o Brasil. Caso ocorra perda de sinal provindo do sensor de geolocalização, ou seja, ocorra perda de sinal de GPS por alguns minutos durante operação em rota, a perda de sinal não é percebida pelo motorista e o impacto da dita perda é desprezível para o desempenho energético do sistema de gerenciamento de frenagem regenerativa e tração elétrica.[0197] Additionally, the algorithm considers the information of the route on which the vehicle is traveling, where a user indicates through an operations panel the route to be traveled by the vehicle, citing a starting point and an arrival point and the path between these two points. This route information also contains the altimetric profile data for the stretch. Thus, based on this altimetric profile and on the signals sent by the geolocation sensor, which indicates the vehicle's current position, the control system algorithm (4) is able to identify the existence of slopes and slopes. Furthermore, with access to this predictive information, the control algorithm is able to indicate the ideal moment of mode selection. For example, even if a slope situation is detected, the control system (4), from the altimetric profile, knows that the current slope does not have a very steep slope and that it would be more feasible to wait for the next slope situation, which it is steeper than the first, to activate the electric traction mode. With this, the control system can choose along the route to rationalize the power applied to the engine, in order to conserve the energy stored in the battery. It is noteworthy that this terrain condition is extremely normal in countries with a geographical profile endowed with reliefs, such as Brazil. If there is a loss of signal from the geolocation sensor, that is, there is a loss of GPS signal for a few minutes during en-route operation, the loss of signal is not perceived by the driver and the impact of said loss is negligible for the energy performance of the regenerative braking and electric traction management system.

[0198] Para esta função, os dados da rota podem ser adicionados a um banco de dados, a qual o sistema de gerenciamento possui acesso. Com isso, as rotas novas podem ser armazenadas no banco de dados para posterior uso. Adicionalmente, ao terminar uma rota, o banco de dados é atualizado com os dados obtidos ao longo da rota, indicando também os pontos em que o sistema de controle optou por selecionar os modos de operação automaticamente, além de indicar se e quando houve intervenção do usuário, por meio de operação manual. As rotas mapeadas são compatíveis com qualquer combinação de veículo trator e implemento e são compartilháveis com demais usuários do sistema.[0198] For this function, route data can be added to a database to which the management system has access. With this, new routes can be stored in the database for later use. Additionally, when ending a route, the database is updated with the data obtained along the route, also indicating the points at which the control system chose to select the operating modes automatically, in addition to indicating if and when there was intervention of the user through manual operation. Mapped routes are compatible with any combination of tractor vehicle and implement and are shareable with other users of the system.

[0199] Para inserir informações de rota, o usuário utiliza o painel de operações (5), onde este painel compreende uma IHM em que o usuário pode visualizar também os parâmetros de operação do sistema de gerenciamento. Ainda, por meio desta IHM, o usuário pode selecionar manualmente os modos de operação do sistema de controle (4), uma vez que todos os parâmetros de segurança medidos e devidamente sinalizados pelo sistema de sensoriamento (9) indicar total segurança para realizar tal acionamento. Ademais, como um comando de segurança, através da IHM o usuário possui uma ferramenta para desacionar manualmente qualquer operação do sistema de gerenciamento, onde esta opção possui maior grau de prioridade (em se tratando de arquitetura de software) em relação a qualquer outra ação do sistema. Adicionalmente, pode se registrar um log com as informações de operação automática ou manual do sistema.[0199] To enter route information, the user uses the operation panel (5), where this panel comprises an HMI where the user can also view the operating parameters of the management system. Also, through this HMI, the user can manually select the operating modes of the control system (4), since all safety parameters measured and properly signaled by the sensing system (9) indicate total safety to perform such activation . Furthermore, as a security command, through the HMI the user has a tool to manually disable any operation of the management system, where this option has a higher degree of priority (in the case of software architecture) in relation to any other action of the system. Additionally, a log can be registered with the information of automatic or manual operation of the system.

[0200] O IHM pode também ser configurado com modos específicos para cada usuário, por exemplo, para um frotista ou motorista. Com base nisso, é possibilitada a configuração das operações de acordo com a necessidade de atuação. Na figura 51, que mostra uma das inúmeras possibilidades de arquitetura do sistema, são disponibilizados os modos “normal”, “cidade”, “boost”, “carregar” e “desabilitado”. Nesta possível arquitetura é mostrado um sistema de controle em camadas, no qual a camada Pilotagem é mais interna e roda sempre que o sistema estiver ativo, isto é, só não roda no modo “disable”. A pilotagem é apenas um bloco da camada Navegação. A realimentação pelo GPS só deve ocorrer nas rotas conhecidas, predefinidas. Nas outras rotas/situações o sistema deve ser setado para um dos modos escolhidos (normal, cidade, boost).[0200] The HMI can also be configured with user-specific modes, for example, for a fleet owner or driver. Based on this, it is possible to configure operations according to the need for action. In figure 51, which shows one of the numerous possibilities of system architecture, the modes “normal”, “city”, “boost”, “load” and “disabled” are available. In this possible architecture, a layered control system is shown, in which the Pilotage layer is more internal and runs whenever the system is active, that is, it only does not run in “disable” mode. Piloting is just a block of the Navigation layer. GPS feedback should only occur on known, predefined routes. In other routes/situations the system must be set to one of the chosen modes (normal, city, boost).

Exemplo 2 - Combinação Veículo de Carga Provido com Sistema de Gerenciamento Seguro de Tração Elétrica e Frenagem RegenerativaExample 2 - Combination Cargo Vehicle Provided with a Safe Management System for Electric Traction and Regenerative Braking

[0201] Foi produzido um sistema de gerenciamento de tração elétrica e frenagem regenerativa em implementos rodoviários. O dito sistema possui um motor elétrico (10) e um sistema de armazenamento de energia elétrica (3), controlados por um sistema de controle (4), em que o sistema de controle (4) está associado a um sistema de sensoriamento (9), onde a operação do motor elétrico (10) e do sistema de armazenamento de energia elétrica (3) é realizada com base em sinais provindos do sistema de sensoriamento (9).[0201] A system for managing electric traction and regenerative braking on road implements was produced. Said system has an electric motor (10) and an electric energy storage system (3), controlled by a control system (4), in which the control system (4) is associated with a sensing system (9 ), where the operation of the electric motor (10) and the electric energy storage system (3) is performed based on signals coming from the sensing system (9).

[0202] O sistema de armazenamento de energia elétrica (3) é composto por um arranjo de diversas células de bateria.[0202] The electrical energy storage system (3) is composed of an arrangement of several battery cells.

[0203] A figura 1 mostra o sistema de gerenciamento de tração elétrica e frenagem regenerativa em implementos rodoviários aplicado em uma CVC. A dita figura 1 ilustra a localização dos componentes do sistema, bem como mostra um exemplo de funcionamento em situações de aclives. O sistema de sensoriamento (9), conforme indicado na figura 1, compreende o conjunto de sensores que realizam o sensoriamento. Os sensores estão posicionados no sistema de acoplamento, no sistema de armazenamento de energia elétrica (3), no eixo da roda (1), no sistema de controle (4) e na parte traseira do implemento rodoviário.[0203] Figure 1 shows the electric traction and regenerative braking management system in road implements applied in a CVC. Said figure 1 illustrates the location of the system components, as well as showing an example of operation in hilly situations. The sensing system (9), as indicated in figure 1, comprises the set of sensors that perform the sensing. The sensors are located on the coupling system, on the electrical energy storage system (3), on the wheel axle (1), on the control system (4) and on the rear of the road implement.

[0204] Ainda, conforme indicado na figura 1, em situações de aclives, a direção do fluxo de energia é conforme indicado em (8), ou seja, a função helper do sistema está atuando para auxiliar no tracionamento. Nesta situação, a energia elétrica flui do conjunto de baterias (3), a corrente é convertida no inversor (2), que a disponibiliza para o motor elétrico (10) e este interage com o eixo (1). O sentido de giro do eixo (1) na função helper é conforme indicado em (6). A corrente proveniente do conjunto de baterias (3) é conduzida até o motor elétrico (10) por meio de condutores elétricos (7).[0204] Also, as indicated in figure 1, in uphill situations, the direction of energy flow is as indicated in (8), that is, the helper function of the system is acting to assist in traction. In this situation, electrical energy flows from the battery pack (3), the current is converted in the inverter (2), which makes it available to the electric motor (10) and this interacts with the shaft (1). The direction of rotation of the shaft (1) in the helper function is as indicated in (6). The current from the battery pack (3) is conducted to the electric motor (10) through electrical conductors (7).

[0205] Ademais, a figura 1 mostra o painel de operações (5) localizado no veículo trator. O painel de operações (5) é uma interface homem-máquina (IHM) disposta em local acessível ao motorista dentro da cabine do veículo trator.[0205] In addition, figure 1 shows the operation panel (5) located on the tractor vehicle. The operation panel (5) is a human-machine interface (HMI) placed in a place accessible to the driver inside the tractor vehicle cab.

[0206] A figura 2, da mesma forma como ilustrado na figura 1, mostra a localização dos componentes do sistema, bem como mostra um exemplo de funcionamento em situações de declives.[0206] Figure 2, in the same way as illustrated in Figure 1, shows the location of the system components, as well as an example of operation in situations of slopes.

[0207] Ainda, conforme indicado na figura 2, em situações de declives, a direção do fluxo de energia é conforme indicado em (8), ou seja, a função de frenagem regenerativa do sistema está atuando para carregar o conjunto de baterias (3). Nesta situação, a energia dissipada no eixo (1) é captada, convertida pelo inversor (2) e direcionada para ser armazenada no conjunto de baterias (3). O sentido de giro do eixo (1) na função de frenagem regenerativa é conforme indicado em (6). A energia dissipada no eixo (1) é conduzida ao inversor de frequência (2) por meio de condutores elétricos (7), bem como é conduzida do inversor de frequência (2) para o conjunto de baterias (3), também, por meio de condutores elétricos (7).[0207] Also, as indicated in figure 2, in situations of slopes, the direction of energy flow is as indicated in (8), that is, the regenerative braking function of the system is acting to charge the battery pack (3 ). In this situation, the energy dissipated in the shaft (1) is captured, converted by the inverter (2) and directed to be stored in the battery pack (3). The direction of rotation of the shaft (1) in the regenerative braking function is as indicated in (6). The energy dissipated in the shaft (1) is conducted to the frequency inverter (2) through electrical conductors (7), as well as it is conducted from the frequency inverter (2) to the battery pack (3), also, through of electrical conductors (7).

[0208] A figura 3 mostra uma vista inferior de um exemplo de aplicação e disposição do sistema de gerenciamento para atuação elétrica em implementos rodoviários, onde o motor elétrico (10) interage com um dos eixos do implemento. Um sistema de cooling (11) realiza a dissipação do calor do motor elétrico (10) e do inversor de frequência (2). Uma caixa auxiliar (14) engloba o sistema de controle (4) e se conecta ao inversor de frequência (2). Ainda, o sistema possui um eixo Cardan com isolamento (13) que faz a ligação entre o motor elétrico (10) e um eixo diferencial com redução (12). Ademais, o motor elétrico (10) é associado diretamente ao eixo (12) ou ao eixo (1), sem utilização do eixo Cardan (13).[0208] Figure 3 shows a bottom view of an example of application and arrangement of the management system for electrical actuation in road implements, where the electric motor (10) interacts with one of the implement axes. A cooling system (11) performs the heat dissipation of the electric motor (10) and the frequency inverter (2). An auxiliary box (14) encompasses the control system (4) and connects to the frequency inverter (2). Furthermore, the system has an insulated Cardan shaft (13) that connects the electric motor (10) and a differential shaft with reduction (12). Furthermore, the electric motor (10) is directly associated to the shaft (12) or to the shaft (1), without using the Cardan shaft (13).

[0209] A figura 4 mostra uma vista inferior de um exemplo do sistema de gerenciamento de tração elétrica e frenagem regenerativa aplicado em um implemento rodoviário de três eixos. Nesta concretização, o sistema foi aplicado ao primeiro eixo do implemento.[0209] Figure 4 shows a bottom view of an example of the electric traction and regenerative braking management system applied to a three-axle road implement. In this embodiment, the system was applied to the first axis of the implement.

[0210] A figura 5 mostra uma concretização do eixo diferencial com redução (12).[0210] Figure 5 shows an embodiment of the differential shaft with reduction (12).

[0211] A figura 6 mostra o ângulo Ɵ seguro entre a unidade tratora e a tracionada, que compreende o ângulo seguro de atuação do implemento em relação ao eixo de referência do veículo trator. Este ângulo garante a segurança da CVC para que não ocorra perda de dirigibilidade do veículo.[0211] Figure 6 shows the safe angle Ɵ between the tractor unit and the tractor unit, which comprises the safe angle of action of the implement in relation to the reference axis of the tractor vehicle. This angle guarantees the safety of the CVC so that the vehicle does not lose its handling.

[0212] A figura 7 mostra uma vista em perspectiva da presente invenção aplicada nos três eixos de um implemento rodoviário com três eixos. A figura 8 mostra uma vista superior da concretização apresentada na figura 7. A figura 9 mostra uma vista frontal da concretização apresentada nas figuras 7 e 8.[0212] Figure 7 shows a perspective view of the present invention applied to the three axes of a road implement with three axes. Figure 8 shows a top view of the embodiment shown in figure 7. Figure 9 shows a front view of the embodiment shown in figures 7 and 8.

[0213] A figura 10 mostra uma vista em perspectiva da presente invenção aplicada em dois eixos de um implemento rodoviário com dois eixos. A figura 11 mostra uma vista superior da concretização apresentada na figura 10. A figura 12 mostra uma vista frontal da concretização apresentada nas figuras 10 e 11. A partir das figuras indicadas, fica nítido que o motor elétrico (10) pode interagir com qualquer combinação de eixos do implemento rodoviário, ou seja, valendo-se da interação com um ou mais eixos, podendo ser qualquer um dos eixos do implemento.[0213] Figure 10 shows a perspective view of the present invention applied to two axes of a road implement with two axes. Figure 11 shows a top view of the embodiment shown in figure 10. Figure 12 shows a front view of the embodiment shown in figures 10 and 11. From the figures shown, it is clear that the electric motor (10) can interact with any combination of axes of the road implement, that is, making use of the interaction with one or more axes, which can be any of the axes of the implement.

[0214] As figuras 13 a 20 mostram construções para aplicações do sistema de gerenciamento de tração elétrica e frenagem regenerativa dispostos em um implemento rodoviário, demonstrando que o dito sistema possui geometria e construção otimizada para que seja possível o encaixe de forma segura em qualquer tipo implemento rodoviário, sem necessidade de alterações estruturais do implemento, o que poderia comprometer a segurança da utilização do sistema.[0214] Figures 13 to 20 show constructions for applications of the electric traction management system and regenerative braking arranged on a road implement, demonstrating that said system has optimized geometry and construction so that it is possible to securely fit into any type road implement, without the need for structural changes to the implement, which could compromise the safety of using the system.

[0215] A figura 21 mostra uma concretização do motor elétrico (10) e a figura 22 mostra um exemplo de aplicação do motor elétrico (10) em um implemento rodoviário.[0215] Figure 21 shows an embodiment of the electric motor (10) and figure 22 shows an example of the application of the electric motor (10) in a road implement.

[0216] A figura 23 mostra uma concretização do sistema de armazenamento de energia elétrica (3) e a figura 24 mostra um exemplo do sistema de armazenamento (3), sendo um conjunto de diversas células de bateria.[0216] Figure 23 shows an embodiment of the electrical energy storage system (3) and figure 24 shows an example of the storage system (3), being a set of several battery cells.

[0217] O fluxograma ilustrado na figura 52 mostra os modos de operação com base no sistema de sensoriamento e na atuação do algoritmo de gerenciamento de potência. O sistema da presente invenção atua em três funções, a função “ajudante” ou helper que é a função que utiliza tração elétrica para auxiliar no tracionamento de uma CVC, a função “roda livre”, em que nenhuma função de tração ou regeneração está atuando sobre o eixo, e a função “regeneração” que é a função que utiliza a energia de momentos de frenagem para recarregar um conjunto de baterias, sendo esta energia utilizada posteriormente em momentos de necessidade de tração auxiliar.[0217] The flowchart illustrated in figure 52 shows the operating modes based on the sensing system and the performance of the power management algorithm. The system of the present invention acts in three functions, the "helper" or helper function, which is the function that uses electric traction to assist in traction of a CVC, the "free wheel" function, in which no traction or regeneration function is acting on the axle, and the “regeneration” function, which is the function that uses the energy of braking moments to recharge a set of batteries, this energy being used later in times of need for auxiliary traction.

[0218] Para acionamento da função “ajudante”, conforme a figura 52, o algoritmo de gerenciamento de potência confirma se o implemento está acoplado ao veículo trator. Se sim, o algoritmo verifica se o implemento rodoviário está em processo de frenagem. Se não está, o algoritmo verifica o nível de carga das baterias. Se o nível da bateria está alto, o algoritmo verifica o ângulo de inclinação em situação de aclive. Se o ângulo de inclinação for conveniente, o algoritmo verifica o ângulo entre o implemento rodoviário e o eixo central de referência do veículo trator. Se o ângulo for conveniente, o algoritmo verifica a velocidade em que o implemento está e se a mesma é conveniente para acionar a tração auxiliar. Se a velocidade é conveniente, o algoritmo verifica o mapeamento da rota a ser trafegada e se a rota for conhecida, o algoritmo inicia automaticamente a função “ajudante” ou helper, ou seja, inicia a tração auxiliar.[0218] To activate the "helper" function, as shown in figure 52, the power management algorithm confirms if the implement is coupled to the tractor vehicle. If so, the algorithm checks if the road implement is in the braking process. If not, the algorithm checks the battery charge level. If the battery level is high, the algorithm checks the slope angle in an uphill situation. If the inclination angle is convenient, the algorithm checks the angle between the road implement and the towing vehicle's central reference axis. If the angle is convenient, the algorithm checks the speed at which the implement is and if it is convenient to activate the auxiliary traction. If the speed is convenient, the algorithm checks the mapping of the route to be traveled and if the route is known, the algorithm automatically starts the “helper” or helper function, that is, it starts the auxiliary traction.

[0219] Ainda, conforme a figura 52, caso o implemento não esteja acoplado ao veículo trator, o algoritmo aciona a função “roda livre”. Quando a função “ajudante” está sendo executada e o implemento entre em processo de frenagem, o algoritmo de gerenciamento de potência aciona a função “roda livre”. Quando a função “ajudante” está sendo executada e o nível de carga das baterias está baixo, o algoritmo aciona o modo de “roda livre”. Caso a função “ajudante” está sendo executada e o ângulo de inclinação, o ângulo do implemento em relação ao eixo central de referência do veículo trator e a velocidade do implemento não for conveniente para atuação do helper, o algoritmo aciona o modo “roda livre”. Ademais, quando o mapeamento da rota não for conhecido, o algoritmo aciona a função “roda livre”.[0219] Also, according to figure 52, if the implement is not coupled to the tractor vehicle, the algorithm activates the “free wheel” function. When the “helper” function is being executed and the implement enters the braking process, the power management algorithm activates the “free wheel” function. When the “helper” function is running and the battery charge level is low, the algorithm activates the “freewheeling” mode. If the "helper" function is being executed and the inclination angle, the angle of the implement in relation to the central axis of reference of the tractor vehicle and the speed of the implement is not convenient for the helper's performance, the algorithm activates the "free wheel" mode ”. Furthermore, when the route mapping is not known, the algorithm triggers the “freewheeling” function.

[0220] Para acionamento da função “regeneração”, conforme a figura 52, o algoritmo de gerenciamento de potência verifica inicialmente se o implemento está acoplado do veículo trator. Se o implemento está acoplado, na próxima etapa o algoritmo verifica se o implemento está em processo de frenagem. Caso o implemento esteja em processo de frenagem, na próxima etapa o algoritmo verifica o nível de carga das baterias. Se o nível de carga está baixo, o algoritmo verifica o ângulo de inclinação em declives. Caso o ângulo de declive seja conveniente, na próxima etapa o algoritmo verifica se o ângulo entre o implemento e o eixo central de referência do veículo trator e a velocidade do implemento são convenientes. Caso sejam, na próxima etapa o algoritmo verifica o mapeamento de rota conhecida e se a rota for conveniente, o algoritmo de gerenciamento de potência inicia a função “regeneração”.[0220] To trigger the "regeneration" function, as shown in figure 52, the power management algorithm initially checks if the implement is coupled to the tractor vehicle. If the implement is coupled, in the next step the algorithm checks if the implement is in a braking process. If the implement is in the braking process, in the next step the algorithm checks the battery charge level. If the load level is low, the algorithm checks the slope angle on slopes. If the slope angle is convenient, in the next step the algorithm checks whether the angle between the implement and the tractor vehicle's central reference axis and the implement's speed are convenient. If so, in the next step the algorithm checks the known route mapping and if the route is convenient, the power management algorithm starts the “regeneration” function.

[0221] Ainda, conforme a figura 52, quando a função “regeneração” está sendo executada e o implemento para de realizar processo de frenagem, o algoritmo aciona a função “roda livre”. Caso o nível de carga das baterias esteja alto em momentos que a função “regeneração” está atuando, o algoritmo aciona o modo “roda livre” devido à carga suficiente nas baterias. Ainda, caso o ângulo de inclinação em declive, o ângulo entre o implemento e o eixo central de referência do veículo trator e a velocidade não forem convenientes, o algoritmo aciona o modo “roda livre”. Ainda, quando o mapeamento da rota for insuficiente ou não for conveniente, o algoritmo aciona o modo “roda livre”.[0221] Also, according to figure 52, when the "regeneration" function is being executed and the implement stops performing the braking process, the algorithm activates the "free wheel" function. If the battery charge level is high at times when the “regeneration” function is working, the algorithm activates the “free wheel” mode due to the sufficient charge in the batteries. Also, if the inclination angle on the slope, the angle between the implement and the tractor vehicle's central reference axis and the speed are not convenient, the algorithm activates the “free wheel” mode. Also, when the route mapping is insufficient or not convenient, the algorithm activates the “freewheeling” mode.

[0222] Com isso, é notório que a invenção é perfeitamente aplicável para quaisquer combinações de veículo de carga (CVC), por exemplo, nas combinações listadas previstas na Portaria 63/09 do DENATRAN, tais como rodotrens, bitrenzões, bitrens, etc., onde a relação peso/potência é elevada.[0222] With this, it is clear that the invention is perfectly applicable to any combinations of cargo vehicles (CVC), for example, in the listed combinations provided for in DENATRAN Ordinance 63/09, such as road trains, bi-trains, bi-trains, etc. , where the weight/power ratio is high.

Teste de consumo:Consumption test:

[0223] Para o tracionamento do sistema, foi utilizado um motor de Imã Permanente do fornecedor Weg - carcaça 160L. O dito motor possui uma potência de saída de 135 kW, potência de pico de 270 kW, tensão da bateria de 650 V, corrente nominal de 225 A, corrente máxima de 470 A, velocidade nominal de 3000 rpm, velocidade máxima de 6000 rpm, ciclo de trabalho S9 (intermitente), temperatura ambiente de -20°C a 50°C, grau de proteção IP66 e um peso aproximado de 155 kg.[0223] For the traction of the system, a Permanent Magnet motor from the supplier Weg - frame 160L was used. Said engine has an output power of 135 kW, peak power of 270 kW, battery voltage of 650 V, rated current of 225 A, maximum current of 470 A, rated speed of 3000 rpm, maximum speed of 6000 rpm, S9 duty cycle (intermittent), ambient temperature from -20°C to 50°C, IP66 degree of protection and an approximate weight of 155 kg.

[0224] A conexão entre o motor elétrico (10) e as baterias (3) do sistema de gerenciamento é realizada por um inversor de frequência (2). Para tal, foi utilizado um inversor WEG CVW800 que, além de fazer a conversão de tensão (AC - DC/DC - AC), pode ser utilizado para controle e gerenciamento dos sensores, bem como para execução de lógicas de controle.[0224] The connection between the electric motor (10) and the batteries (3) of the management system is carried out by a frequency inverter (2). For this purpose, a WEG CVW800 inverter was used, which, in addition to converting the voltage (AC - DC/DC - AC), can be used for sensor control and management, as well as for the execution of control logics.

[0225] O referido inversor de frequência (2) possui tensão nominal de alimentação de 650 Vcc, corrente de saída nominal de 450 Arms. Corrente de sobrecarga 1 minuto de 750 Arms, frequência de chaveamento nominal de 5 kHz. Possui refrigeração a água, peso de 65 kg, possui alta compactação e densidade de potência, bem como algoritmo para controle de motores de indução e de ímã permanente trifásicos.[0225] Said frequency inverter (2) has a nominal supply voltage of 650 Vdc, nominal output current of 450 Arms. Overload Current 1 minute 750 Arms, nominal switching frequency 5 kHz. It is water-cooled, weighs 65 kg, has high compaction and power density, as well as an algorithm for controlling three-phase induction and permanent magnet motors.

[0226] Na presente invenção, a função de frenagem regenerativa foi incorporada ao controlador lógico programável PLC11-01 integrado, grau de proteção IP66 e controle escalar (V/f), VVW ou controle vetorial programáveis, sendo que o controle vetorial com encoder proporciona alto grau de precisão no acionamento, para toda faixa de velocidade, até com o motor parado.[0226] In the present invention, the regenerative braking function was incorporated into the integrated PLC11-01 programmable logic controller, IP66 degree of protection and scalar control (V/f), VVW or programmable vector control, and vector control with encoder provides high degree of precision in the drive, for the entire speed range, even with the engine stopped.

[0227] A bateria utilizada no sistema de tração elétrico foi a bateria FreedomWon de Fosfato de Ferro de Lítio (LiFePO4), com capacidade da célula de 50 Ah onde possui 180 células de bateria, todas em série. Além disso, a bateria tem capacidade de 29 kWh na descarga de 1C (50A), tensão nominal de 576 V (3,2 V por célula), tensão máxima de 640 V com carga completa, tensão mínima de 520 V a 0% de carga, potência máxima de saída por 30 segundos de 70 kW ou 140 A, potência máxima de saída contínua de 60 kW ou 120 A e peso da bateria de 250 kg.[0227] The battery used in the electric traction system was the FreedomWon Lithium Iron Phosphate battery (LiFePO4), with a cell capacity of 50 Ah where it has 180 battery cells, all in series. In addition, the battery has a capacity of 29 kWh at 1C (50A) discharge, rated voltage of 576 V (3.2 V per cell), maximum voltage of 640 V at full charge, minimum voltage of 520 V at 0% of load, maximum 30-second output power 70 kW or 140 A, maximum continuous output power 60 kW or 120 A, and 250 kg battery weight.

[0228] Para o controle dos modos de operação do sistema e dos sistemas de segurança, foi monitorado um conjunto de diferentes sensores em todo o sistema, monitorando a velocidade do motor, velocidade de referência do motor, corrente do motor, tensão do motor, aviso de falhas, temperatura do rolamento do motor, temperatura da bobina do motor, temperatura do inversor, limite de corrente de carregamento, limite de corrente de descarga, etc.[0228] To control the operating modes of the system and security systems, a set of different sensors throughout the system were monitored, monitoring the motor speed, motor reference speed, motor current, motor voltage, fault warning, motor bearing temperature, motor coil temperature, inverter temperature, charging current limit, discharge current limit, etc.

[0229] Adicionalmente, foram monitorados os sinais da porta CAN do veículo de carga e diferentes sensores do semirreboque, incluindo sensores de monitoramento angular e de carregamentos vetoriais no acoplamento pinorrei/quintarroda da CVC.[0229] Additionally, the signals from the cargo vehicle CAN port and different semi-trailer sensors were monitored, including angular monitoring and vector loading sensors in the CVC pinorrei/quintarroda coupling.

[0230] Para a transmissão do movimento do motor elétrico (10) para as rodas, foi utilizado um eixo com diferencial da Meritor MR-25-168, com uma redução de 6,83:1. A transmissão entre o eixo e o motor foi realizada por um eixo Cardan (13) e o isolamento entre o motor elétrico (10) e o Cardan (13) foi realizada com a utilização de uma placa de Celeron.[0230] For the transmission of the movement of the electric motor (10) to the wheels, an axle with a Meritor MR-25-168 differential was used, with a reduction of 6.83:1. The transmission between the shaft and the engine was performed by a Cardan shaft (13) and the isolation between the electric motor (10) and the Cardan (13) was performed using a Celeron plate.

[0231] Para a realização dos testes funcionais, foi utilizado um veículo trator Volvo FH 440 - tração 6x4.[0231] To perform the functional tests, a tractor vehicle Volvo FH 440 - 6x4 traction was used.

[0232] O sistema de gerenciamento para atuação elétrica descrito acima foi instalado em um semirreboque de 3 eixos da Randon. As figuras 25, 26, 27 e 28 mostram a aplicação do sistema.[0232] The management system for electrical actuation described above was installed on a Randon 3-axle semi-trailer. Figures 25, 26, 27 and 28 show the application of the system.

Exemplo 3 - Sistema de controle da tração elétrica do implemento com controle de acionamento na cabine do motoristaExample 3 - Implement electric traction control system with drive control in the driver's cab

[0233] Neste teste realizado, a operação do sistema foi controlada por um painel de operação (5) que se encontra dentro da cabine do veículo trator, sendo construído de maneira simplificada apenas para a execução dos testes, conforme ilustram as figuras 49 e 50. No painel de operação (5), o botão E1 é o botão de emergência e desliga todo o sistema, o botão B1 realiza o comando do modo de operação, o botão M aciona o motor no modo de tração, tracionando a combinação e consumindo energia, o botão N mantém o motor no modo neutro, o botão F aciona o motor no modo de frenagem, freando a combinação e regenerando energia, o botão B2 define os modos de potência (nível I, II e III), o botão B3 se refere ao modo de operação manual ou automático, onde o controle automático dos modos de funcionamento é feito pelo algoritmo, o botão L1 se refere a um Led indicador de funcionamento, onde o Led azul contínuo indica o correto funcionamento do sistema e o Led azul intermitente indica o incorreto funcionamento do sistema e o botão E2 é o botão de emergência 2 que desliga todo o sistema e é um botão exclusivo para o motorista do veículo.[0233] In this test performed, the operation of the system was controlled by an operation panel (5) that is located inside the tractor vehicle cabin, being built in a simplified way only for the execution of the tests, as shown in figures 49 and 50 . On the operation panel (5), the E1 button is the emergency button and turns off the entire system, the B1 button performs the operating mode command, the M button activates the engine in traction mode, pulling the combination and consuming button N keeps the motor in neutral mode, button F drives the motor in braking mode, braking the combination and regenerating energy, button B2 sets the power modes (level I, II and III), button B3 refers to the manual or automatic operating mode, where the automatic control of the operating modes is done by the algorithm, the L1 button refers to an operating indicator LED, where the solid blue LED indicates the correct functioning of the system and the blue LED flashing indicates incorrect function operation of the system and the E2 button is the emergency button 2 that turns off the entire system and is an exclusive button for the driver of the vehicle.

[0234] O LED azul acende no momento em que o sistema é energizado. A partir deste momento, em condições normais de operação, o mesmo permanece sempre aceso. Caso ocorra alguma falha no sistema, as quais são monitoradas através dos diferentes sensores instalados, o LED passa a atuar de forma intermitente. Neste caso, é necessário acessar o sistema de controle (4) do sistema, localizado no inversor de frequência (2), verificar o código e o motivo da falha apresentada.[0234] Blue LED lights when system is powered up. From this moment on, under normal operating conditions, it remains always on. In case of any system failure, which are monitored through the different installed sensors, the LED starts to act intermittently. In this case, it is necessary to access the control system (4) of the system, located in the frequency inverter (2), check the code and the reason for the failure presented.

Testes de Consumo de CombustívelFuel Consumption Tests

[0235] Foram realizados testes de consumo com o objetivo de mapear o potencial de redução de consumo do sistema, quando aplicado em combinações veiculares de carga. Para a elaboração do procedimento, foram consultadas as referências de consumo da norma SAE J1321 OCT86 - JOINT TMC/SAE FUEL CONSUMPTION TEST PROCEDURE - TYPE II.[0235] Consumption tests were carried out in order to map the system's consumption reduction potential, when applied in vehicular load combinations. For the preparation of the procedure, the consumption references of the standard SAE J1321 OCT86 - JOINT TMC/SAE FUEL CONSUMPTION TEST PROCEDURE - TYPE II were consulted.

[0236] Antes do início do teste, foram verificadas as condições de rodagem da combinação testada e realizou-se o abastecimento do veículo e calibração dos pneus. Além disso, pesou-se e abasteceu-se o tanque de combustível auxiliar, o qual foi utilizado para o levantamento dos dados de consumo da CVC.[0236] Before the start of the test, the running conditions of the tested combination were checked and the vehicle was refueled and the tires calibrated. In addition, the auxiliary fuel tank was weighed and filled, which was used to collect CVC's consumption data.

[0237] Antes de iniciar o teste de consumo, rodou-se com o veículo pelo período de 1 hora, de forma a estabilizar todas as temperaturas do veículo e seus componentes.[0237] Before starting the consumption test, the vehicle was run for a period of 1 hour, in order to stabilize all the temperatures of the vehicle and its components.

[0238] Então, deslocou-se com a combinação veículo trator + semirreboque até o ponto inicial da rota. O posicionamento da combinação foi realizado com o tanque de combustível portátil desconectado e com o sistema de tração elétrica desligado. Após o posicionamento do veículo, conectou-se as linhas de alimentação de combustível e acionou-se o sistema de tração elétrica.[0238] Then, it moved with the tractor vehicle + semi-trailer combination to the starting point of the route. The positioning of the combination was performed with the portable fuel tank disconnected and the electric traction system turned off. After positioning the vehicle, the fuel supply lines were connected and the electric traction system was activated.

[0239] Com o veículo desligado, foram zerados os medidores de distância percorrida, velocidade média e tempo de testes no sistema de aquisição de dados. O início da aquisição de dados foi realizado no momento da partida do veículo.[0239] With the vehicle turned off, the meters of distance traveled, average speed and time of tests in the data acquisition system were reset. The start of data acquisition was performed at the time of vehicle departure.

[0240] Executou-se a rota definida, mantendo os padrões de condução para todas as rotas executadas. Os testes foram realizados sem a utilização do piloto automático do veículo e sempre pelo mesmo piloto de teste. O piloto trafegou nas velocidades da via, adotando padrões de rodagem, os quais foram utilizados em todas as etapas do teste. Após a finalização das rodagens, parou-se o veículo no ponto definido como o ponto final da rota e desligou-se o sistema portátil de alimentação de combustível.[0240] The defined route was executed, keeping the driving patterns for all executed routes. The tests were carried out without the use of the vehicle's autopilot and always by the same test pilot. The pilot traveled at the speeds of the road, adopting road patterns, which were used in all stages of the test. After completion of the run-ins, the vehicle was stopped at the point defined as the final point of the route and the portable fuel supply system was turned off.

Cálculo de consumo:Calculation of consumption:

[0241] Antes da realização da rodagem, abasteceu-se o tanque de combustível portátil até o limite máximo indicado. O tanque de combustível portátil deve ser equipado com engates rápidos, os quais permitam alternar seu uso com o tanque de combustível original do veículo.[0241] Before performing the run-in, the portable fuel tank was filled up to the maximum limit indicated. The portable fuel tank must be equipped with quick couplings, which allow it to alternate its use with the vehicle's original fuel tank.

[0242] Após o abastecimento, realizou-se a pesagem do tanque de combustível em uma balança de precisão e registraram-se os valores.[0242] After filling, the fuel tank was weighed on a precision scale and the values recorded.

[0243] Após a execução do teste, realizou-se uma nova pesagem do tanque de combustível e registraram-se os valores encontrados.[0243] After performing the test, a new weighing of the fuel tank was performed and the values found were recorded.

[0244] O cálculo do consumo de combustível foi realizado através da diferença entre a massa inicial e massa final de combustível para cada rota executada.[0244] The calculation of fuel consumption was performed through the difference between the initial mass and final mass of fuel for each route executed.

[0245] Cada TS (Test Segment) foi composto de três amostras válidas. Para as amostras serem consideradas válidas, as mesmas devem estar dentro de uma banda com variação máxima de 2%. A banda de 2% significa que o menor valor de TS não pode estar a mais de 2% abaixo do maior valor de TS obtido.[0245] Each TS (Test Segment) was composed of three valid samples. For samples to be considered valid, they must be within a band with a maximum variation of 2%. The 2% band means that the lowest TS value cannot be more than 2% below the highest TS value obtained.

Rotas:Routes:

[0246] A execução dos testes foi realizada em duas rotas: Short Haul e Long Haul.[0246] The execution of the tests was carried out in two routes: Short Haul and Long Haul.

[0247] A rota curta foi utilizada para testes rápidos e possui trechos de aclive e declive de menor extensão. A extensão total desta rota é de 37 km. A figura 29 mostra as situações de aclive e declive presentes na rota de 37 km, bem como a figura mostra as inclinações e elevações do longo da rota.[0247] The short route was used for quick tests and has shorter uphill and downhill stretches. The total length of this route is 37 km. Figure 29 shows the uphill and downhill situations present in the 37 km route, as well as the figure shows the slopes and elevations along the route.

[0248] A rota longa foi utilizada para a realização de testes em um maior período de teste, simulando trechos de serra com maior extensão. A extensão total desta rota é de 148 km. A figura 30 mostra as situações de aclive e declive presentes na rota de 148 km, bem como ilustra as inclinações e elevações ao longo da rota.[0248] The long route was used to carry out tests in a longer test period, simulating mountain stretches with greater extension. The total length of this route is 148 km. Figure 30 shows the uphill and downhill situations present on the 148 km route, as well as illustrating the inclines and elevations along the route.

[0249] Os resultados de consumo em litros de combustível obtidos para a rota curta sem a utilização do sistema de tração elétrica estão ilustrados na tabela 1 abaixo:
Tabela1 - Dados sem a presente invenção

Figure img0001
[0249] The consumption results in liters of fuel obtained for the short route without using the electric traction system are illustrated in table 1 below:
Table 1 - Data without the present invention
Figure img0001

[0250] Os resultados de consumo em litros de combustível obtidos para a rota curta com a utilização do sistema de tração elétrica estão ilustrados na tabela 2 abaixo:
Tabela 2: Dados com o uso da presente invenção

Figure img0002
Figure img0003
[0250] The consumption results in liters of fuel obtained for the short route with the use of the electric traction system are illustrated in table 2 below:
Table 2: Data using the present invention
Figure img0002
Figure img0003

[0251] Os resultados de consumo em litros de combustível obtidos para a rota longa sem a utilização do sistema de tração elétrica estão ilustrados na tabela 3 abaixo:
Tabela 3 - Consumo de combustível sem a presente invenção

Figure img0004
[0251] The consumption results in liters of fuel obtained for the long route without using the electric traction system are illustrated in table 3 below:
Table 3 - Fuel consumption without the present invention
Figure img0004

[0252] Os resultados de consumo em litros de combustível obtidos para a rota longa com a utilização do sistema de tração elétrica estão ilustrados na tabela 4 abaixo:
Tabela 4 - Consumo com a presente invenção

Figure img0005
[0252] The consumption results in liters of fuel obtained for the long route with the use of the electric traction system are illustrated in table 4 below:
Table 4 - Consumption with the present invention
Figure img0005

Exemplo 4 - Sistema de Sensoriamento em Quintarroda e/ou Pinorrei InteligenteExample 4 - Sensing System in Quintarroda and/or Pinorrei Inteligente

[0253] Neste exemplo, a quintarroda e/ou pinorrei inteligente são dotados de um sistema de sensoriamento (9) que enviam sinais para um sistema de controle (4) do conjunto de acoplamento e sincronização dos vetores de tração do veículo trator e do implemento que compreende sistema auxiliar de tração ou helper.[0253] In this example, the quintarroda and/or intelligent pinorrei are equipped with a sensing system (9) that send signals to a control system (4) of the coupling and synchronization set of the traction vectors of the tractor vehicle and the implement which comprises traction auxiliary system or helper.

[0254] O sistema de sensoriamento (9) é um conjunto de sensores que sinaliza ao sistema de controle (4) os modos de operação do sistema de gerenciamento para atuação elétrica e implementos rodoviários.[0254] The sensing system (9) is a set of sensors that signals to the control system (4) the operating modes of the management system for electrical actuation and road implements.

[0255] O conjunto de sensores faz a medição de sinais diretos e indiretos. As medições diretas são sinais provindos do sensor de movimento angular e sensor de carregamento vetorial dispostos na quintarroda e pinorrei, bem como de sensores de movimento do implemento.[0255] The sensor suite measures both direct and indirect signals. Direct measurements are signals coming from the angular motion sensor and vector loading sensor arranged on the fifth wheel and pinnore, as well as the implement's motion sensors.

[0256] Os sensores que estão presentes na quintarroda e/ou no pinorrei são selecionados do grupo que compreende: sensores de carga; gauges; sensores de posição; sensores a laser; ou outros sensores que enviem sinais sobre posição, força ou aceleração relativa entre os vetores do veículo trator e o implemento rodoviário.[0256] The sensors that are present on the quintaroda and/or on the pinorre are selected from the group that comprises: load sensors; gauges; position sensors; laser sensors; or other sensors that send signals about position, force or relative acceleration between the tractor vehicle vectors and the road implement.

[0257] A figura 31 mostra uma representação esquemática de uma concretização do pinorrei da presente invenção.[0257] Figure 31 shows a schematic representation of an embodiment of the pinorei of the present invention.

[0258] A figura 32 mostra uma representação esquemática de uma concretização da quintarroda da presente invenção.[0258] Figure 32 shows a schematic representation of an embodiment of the fifth wheel of the present invention.

[0259] Os versados na arte sabem que o veículo trator dotado de quintarroda é acoplado a um implemento rodoviário, por exemplo, um semirreboque, através do pinorrei. Os sinais proporcionados pela presente invenção são utilizados para monitoramento e/ou subsequentemente processamento pelo sistema de controle (4) que comanda (aciona/desaciona) o motor elétrico (10) auxiliar do implemento.[0259] Those versed in the art know that the tractor vehicle equipped with a fifth wheel is coupled to a road implement, for example, a semi-trailer, through the Pinorrei. The signals provided by the present invention are used for monitoring and/or subsequently processing by the control system (4) that commands (activates/deactivates) the auxiliary electric motor (10) of the implement.

[0260] A figura 33 mostra uma concretização da quintarroda, em que mostra um detalhe da chamada “ferradura” da quintarroda, dotada de sensores, que traduz sinais de carga entre o veículo trator e o implemento.[0260] Figure 33 shows an embodiment of the quintarroda, which shows a detail of the so-called “horseshoe” of the quintarroda, equipped with sensors, which translates load signals between the tractor vehicle and the implement.

[0261] A figura 34 mostra a mesma concretização ilustrada na figura 33, mostrando outras vistas da ferradura dotada de sensores. Em A) é mostrada uma visão frontal e em B) é mostrada uma outra vista em perspectiva.[0261] Figure 34 shows the same embodiment illustrated in Figure 33, showing other views of the horseshoe equipped with sensors. In A) a front view is shown and in B) another perspective view is shown.

[0262] A figura 35 mostra uma concretização de uma quintarroda presente em um veículo trator, sendo evidenciado o local de direcionamento para encaixe do pinorrei até a trava mecânica ou bico de papagaio.[0262] Figure 35 shows an embodiment of a quintaroda present in a tractor vehicle, showing the location of direction for fitting the Pinorrei to the mechanical lock or parrot beak.

[0263] A figura 36 mostra a ferradura montada da quintarroda e em posição. Em A) é mostrada a ferradura dotada de sensores (como mostrada nas figuras 33 e 34) montada na quintarroda. Em B) é ilustrado o detalhe da passagem do cabo que envia os sinais dos sensores da ferradura antes da montagem da ferradura na quintarroda.[0263] Figure 36 shows the horseshoe mounted on the fifth wheel and in position. In A) the horseshoe equipped with sensors (as shown in figures 33 and 34) mounted on the fifth wheel is shown. In B) the detail of the passage of the cable that sends the signals from the horseshoe sensors before mounting the shoe on the fifth wheel is illustrated.

[0264] A figura 37 em A) e B) mostram o sensor de movimento angular instalado, bem como as figuras 38 a 41 mostram a verificação do funcionamento do sensor de movimento angular.[0264] Figure 37 in A) and B) show the installed angular movement sensor, as well as figures 38 to 41 show the verification of the operation of the angular movement sensor.

[0265] Assim, esta concretização da presente invenção proporciona dados que viabilizam a operação segura de um motor auxiliar no implemento, mediante comando de acionamento/desacionamento da tração auxiliar a depender dos sinais que a referida unidade de comando recebe do pinorrei e/ou da quintarroda inteligentes.[0265] Thus, this embodiment of the present invention provides data that enable the safe operation of an auxiliary engine in the implement, upon command of activation/deactivation of the auxiliary traction depending on the signals that said control unit receives from the pinorrei and/or the smart fifth wheel.

[0266] A unidade de comando pode adicionalmente processar dados de outras fontes, como sinais de frenagem oriundos do umbilical do veículo trator, que também são úteis para desacionar o sistema de tração auxiliar e aumentar a segurança da CVC em diferentes condições de operação, incluindo posicionamentos decorrentes de manobradas direcionais, movimento de tração, de compressão, aceleração frenagem e sua relação com as posições relativas entre o veículo trator e o implemento.[0266] The control unit can additionally process data from other sources, such as brake signals from the tractor vehicle umbilical, which are also useful to deactivate the auxiliary traction system and increase the safety of the CVC in different operating conditions, including positions resulting from directional maneuvers, traction, compression, acceleration and braking movements and their relationship with the relative positions between the tractor vehicle and the implement.

[0267] Nesta concretização, o sistema de tração auxiliar ou helper do implemento rodoviário compreende: (i) um sistema de recuperação de energia cinética em condição de desaceleração (frenagens); (ii) um sistema de armazenamento desta energia em baterias; e (iii) um motor elétrico alimentado pelas referidas baterias, para servir de elemento trator auxiliar em momentos de maior demanda do conjunto.[0267] In this embodiment, the auxiliary traction or helper system of the road implement comprises: (i) a kinetic energy recovery system in a deceleration condition (braking); (ii) a system for storing this energy in batteries; and (iii) an electric motor powered by said batteries, to serve as an auxiliary tractor element in times of greater demand on the group.

[0268] Nesta concretização, foi utilizado um implemento rodoviário, uma unidade tratora, um pinorrei do implemento rodoviário com um sensor angular e uma quintarroda da unidade tratora com um sensor longitudinal.[0268] In this embodiment, a road implement was used, a tractor unit, a road implement pinorrei with an angle sensor and a fifth wheel of the tractor unit with a longitudinal sensor.

[0269] O implemento rodoviário dotado de sistema auxiliar de tração foi acoplado à unidade tratora. Ao trafegar com a unidade tratora e implemento rodoviário, foi necessária a realização de diversas curvas durante o percurso. O conjunto mapeou a angulação e movimentação do acoplamento e então corrigiu sua angulação quando foi necessária a realização de curvas. Foi trafegado um menor percurso para a realização de curva quando comparado com o percurso necessário para curva do estado da técnica.[0269] The road implement equipped with an auxiliary traction system was coupled to the tractor unit. When traveling with the tractor unit and road implement, it was necessary to perform several curves along the way. The set mapped the angulation and movement of the coupling and then corrected its angulation when curves were needed. A shorter path was used to perform a curve when compared to the path required for a prior art curve.

[0270] A unidade de comando pode adicionalmente processar dados de outras fontes, como sinais de frenagem oriundos do umbilical do veículo trator, que também são úteis para desacionar o sistema de tração auxiliar e aumentar a segurança da CVC em diferentes condições de operação, incluindo posicionamentos decorrentes de manobradas direcionais, movimento de tração, de compressão, aceleração frenagem e sua relação com as posições relativas entre o veículo trator e o implemento.[0270] The control unit can additionally process data from other sources, such as brake signals from the tractor vehicle umbilical, which are also useful to deactivate the auxiliary traction system and increase the safety of the CVC in different operating conditions, including positions resulting from directional maneuvers, traction, compression, acceleration and braking movements and their relationship with the relative positions between the tractor vehicle and the implement.

[0271] Exemplo 5 - Testes de carga vs deformação[0271] Example 5 - Load vs Deformation Tests

[0272] Testes que relacionam a carga e a deformação também foram realizados em bancada de testes. Os dados da calibração realizada são apresentados na tabela 5 abaixo:
Tabela 5 - Calibração em Laboratório

Figure img0006
[0272] Tests relating the load and deformation were also performed on a test bench. The calibration data performed are presented in table 5 below:
Table 5 - Laboratory Calibration
Figure img0006

[0273] A figura 42 mostra um gráfico que relaciona Carga vs. Deformação em um teste realizado a partir da concretização de quintarroda descrita anteriormente.[0273] Figure 42 shows a graph that relates Load vs. Deformation in a test performed from the fifth wheel embodiment described above.

[0274] Os dados de experimentos relacionados à força no sistema de acoplamento, ângulo entre o veículo trator, velocidade do veículo e velocidade de roda são ilustrados nas figuras 43 a 48.[0274] The data from experiments related to force in the coupling system, angle between the tractor vehicle, vehicle speed and wheel speed are illustrated in figures 43 to 48.

[0275] A figura 43 mostra o teste de verificação da atuação do sensor de movimento angular, ilustrando a variação angular em relação ao tempo. A figura 44 mostra o teste de verificação da atuação do sensor de carregamento vetorial, ilustrando a variação da carga em kN em relação ao tempo.[0275] Figure 43 shows the test of verification of the actuation of the angular movement sensor, illustrating the angular variation in relation to time. Figure 44 shows the vector load sensor performance verification test, illustrating the load variation in kN in relation to time.

[0276] A figura 45 mostra dados de realização de testes em um centro de testes, onde foram adquiridas em rota as variações do sensor de movimento angular (gráfico de cima) com a variação do ângulo em relação ao tempo e as variações do sensor de carregamento vetorial (gráfico de baixo) com a variação da carga em kN em relação ao tempo.[0276] Figure 45 shows data from testing at a test center, where the variations of the angular movement sensor (top graph) were acquired in route with the variation of the angle with respect to time and the variations of the sensor of vector loading (bottom graph) with load variation in kN over time.

[0277] A figura 46 mostra dados de realização de testes em rota externa, onde foram adquiridas as variações do sensor de movimento angular, ilustrado no gráfico de cima, e as variações do sensor de carregamento vetorial, ilustrado no gráfico de baixo.[0277] Figure 46 shows data from external route tests, where the variations of the angular movement sensor, illustrated in the upper graph, and the variations of the vector loading sensor, illustrated in the lower graph, were acquired.

[0278] A figura 47 mostra dados de velocidade do veículo e dados de velocidade de roda do implemento rodoviário em desaceleração, ilustrando as velocidades nas rodas direita e esquerda do primeiro eixo, nas rodas direita e esquerda do segundo eixo e nas rodas direita e esquerda do terceiro eixo do implemento.[0278] Figure 47 shows vehicle speed data and road implement wheel speed data in deceleration, illustrating the speeds on the right and left wheels of the first axle, on the right and left wheels of the second axle and on the right and left wheels of the third axis of the implement.

[0279] A figura 48, da mesma forma que a figura 47, mostra dados de velocidade do veículo e dados de velocidade de roda do implemento rodoviário em desaceleração, ilustrando as velocidades nas rodas direita e esquerda do primeiro eixo, nas rodas direita e esquerda do segundo eixo e nas rodas direita e esquerda do terceiro eixo do implemento.[0279] Figure 48, like Figure 47, shows vehicle speed data and road implement wheel speed data in deceleration, illustrating the speeds on the right and left wheels of the first axle, on the right and left wheels of the second axle and on the right and left wheels of the third axle of the implement.

[0280] Os versados na arte valorizarão os conhecimentos aqui apresentados e poderão reproduzir a invenção nas modalidades apresentadas e em outras variantes e alternativas, abrangidas pelo escopo das reivindicações a seguir.[0280] Those skilled in the art will value the knowledge presented herein and may reproduce the invention in the presented modalities and in other variants and alternatives, covered by the scope of the following claims.

Claims (18)

Sistema de gerenciamento para atuação de tração auxiliar em implementos rodoviários caracterizado por compreender ao menos um sistema de sensoriamento (9) e um sistema de controle (4) que recebe sinais do sistema de sensoriamento (9), em que o sistema de controle (4) seleciona modos de operação a partir dos sinais enviados pelo sistema de sensoriamento (9), controlando os elementos da tração auxiliar.Management system for auxiliary traction actuation in road implements characterized by comprising at least one sensing system (9) and a control system (4) that receives signals from the sensing system (9), in which the control system (4 ) selects operating modes from the signals sent by the sensing system (9), controlling the auxiliary traction elements. Sistema de gerenciamento para atuação de tração auxiliar em implementos rodoviários, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela tração auxiliar envolver tração elétrica e frenagem regenerativa, em que o sistema compreende ao menos um motor elétrico (10), interagindo com ao menos um eixo (1) do implemento rodoviário, e ao menos um sistema de armazenamento de energia elétrica (3), sendo a operação do motor elétrico (10) e do sistema de armazenamento de energia elétrica (3) controlada pelo sistema de controle (4) conectado aos ditos motor elétrico (10) e sistema de armazenamento de energia elétrica (3).Management system for auxiliary traction actuation on road implements, according to claim 1, characterized in that the auxiliary traction involves electric traction and regenerative braking, in which the system comprises at least one electric motor (10), interacting with at least one axle (1) of the road implement, and at least one electric energy storage system (3), the operation of the electric motor (10) and the electric energy storage system (3) being controlled by the connected control system (4) to said electric motor (10) and electric energy storage system (3). Sistema de gerenciamento para atuação de tração auxiliar em implementos rodoviários, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo sistema de controle (4) ser comunicante com o sistema de sensoriamento (9), em que a operação do motor elétrico (10) e do sistema de armazenamento de energia elétrica (3) é definida com base nos sinais do sistema de sensoriamento (9).Management system for auxiliary traction actuation on road implements, according to claim 2, characterized in that the control system (4) is communicating with the sensing system (9), in which the operation of the electric motor (10) and the Electric energy storage system (3) is defined based on the signals from the sensing system (9). Sistema de gerenciamento para atuação de tração auxiliar em implementos rodoviários, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo sistema de controle (4) compreender ao menos os modos de operação: i) tração elétrica; ii) frenagem regenerativa; e iii) eixo livre.Management system for auxiliary traction actuation in road implements, according to claim 2, characterized by the control system (4) comprising at least the modes of operation: i) electric traction; ii) regenerative braking; and iii) free axis. Sistema de gerenciamento para atuação de tração auxiliar em implementos rodoviários, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o sistema de sensoriamento (9) compreender sensoriamento direto e/ou indireto, sendo compreendido por ao menos um entre: sensor de movimento angular; sensor de carregamento vetorial; sensor de uso de freio; sensor de marcha ré; sensor de velocidade de roda; sensor de geolocalização; sensor de nível de carga elétrica; ou uma combinação de dois ou mais dos mesmos.Management system for auxiliary traction actuation in road implements, according to claim 1, characterized in that the sensing system (9) comprises direct and/or indirect sensing, comprising at least one of: angular movement sensor; vector loading sensor; brake use sensor; reverse gear sensor; wheel speed sensor; geolocation sensor; electrical charge level sensor; or a combination of two or more of them. Sistema de gerenciamento para atuação de tração auxiliar em implementos rodoviários, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo sistema de sensoriamento (9) operar em redundância.Management system for auxiliary traction actuation in road implements, according to claim 5, characterized by the sensing system (9) operating in redundancy. Sistema de gerenciamento para atuação de tração auxiliar em implementos rodoviários, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de o sensor de movimento angular e o sensor de carregamento vetorial serem posicionados em um sistema de acoplamento entre o implemento rodoviário e um veículo trator.Management system for auxiliary traction actuation on road implements, according to claim 5, characterized in that the angular movement sensor and the vector loading sensor are positioned in a coupling system between the road implement and a tractor vehicle. Sistema de gerenciamento para atuação de tração auxiliar em implementos rodoviários, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o sistema de controle (4) compreender um algoritmo de gerenciamento de potência aplicado ao elemento de tração auxiliar.Management system for auxiliary traction actuation in road implements, according to claim 1, characterized in that the control system (4) comprises a power management algorithm applied to the auxiliary traction element. Processo de gerenciamento para atuação de tração auxiliar em implementos rodoviários caracterizado por compreender as etapas de:
  • a. identificação de grau de inclinação de terreno em que o implemento rodoviário é trafegado; e
  • b. seleção de modo de operação, por meio de um sistema de controle (4) compreendido em um sistema de gerenciamento, sendo a seleção realizada com base pelo menos no grau de inclinação identificado.
Management process for auxiliary traction actuation in road implements characterized by understanding the steps of:
  • The. identification of the degree of slope of the terrain on which the road implement travels; and
  • B. selection of operating mode, by means of a control system (4) comprised in a management system, the selection being made based at least on the degree of inclination identified.
 Processo de gerenciamento para atuação de tração auxiliar em implementos rodoviários, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pela tração auxiliar envolver tração elétrica e frenagem regenerativa, sendo o implemento rodoviário provido com ao menos um motor elétrico (10) e ao menos um sistema de armazenamento de energia elétrica (3), em que modo de operação selecionado pelo sistema de controle (4) compreende ao menos os modos: i) tração elétrica; ii) frenagem regenerativa; e iii) eixo livre; em que o sistema de controle (4) seleciona os modos de operação a partir de limiares de inclinação pré-definidos.Management process for the actuation of auxiliary traction in road implements, according to claim 9, characterized in that the auxiliary traction involves electric traction and regenerative braking, the road implement being provided with at least one electric motor (10) and at least one system of electric energy storage (3), in which operating mode selected by the control system (4) comprises at least the modes: i) electric traction; ii) regenerative braking; and iii) free axis; in which the control system (4) selects the operating modes from pre-defined tilt thresholds. Processo de gerenciamento para atuação de tração auxiliar em implementos rodoviários, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo sistema de controle (4) selecionar os modos de operação adicionalmente a partir de um limiar de velocidade previamente definido e identificado por meio de ao menos um sensor de velocidade.Management process for auxiliary traction actuation in road implements, according to claim 9, characterized by the control system (4) additionally selecting the operating modes from a previously defined speed threshold identified by means of at least one speed sensor. Processo de gerenciamento para atuação de tração auxiliar em implementos rodoviários, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo sistema de controle (4) selecionar os modos de operação adicionalmente a partir de um limiar de angulação entre o implemento rodoviário e um veículo trator, a qual o implemento é acoplado, sendo a angulação detectada por meio de ao menos um sensor de movimento angular.Management process for auxiliary traction actuation on road implements, according to claim 9, characterized by the control system (4) additionally selecting the operating modes from an angulation threshold between the road implement and a tractor vehicle, the to which the implement is coupled, the angulation being detected by means of at least one angular movement sensor. Processo de gerenciamento para atuação de tração auxiliar em implementos rodoviários, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo modo de operação i) tração elétrica compreender uma etapa de gerenciamento de potência aplicada ao motor elétrico (10), a partir de resultados obtidos por ao menos um sensor de carregamento vetorial e/ou um sensor de nível de carga elétrica do sistema de armazenamento de energia elétrica (3).Management process for auxiliary traction actuation in road implements, according to claim 10, characterized by the mode of operation i) electric traction comprising a power management step applied to the electric motor (10), from results obtained by the action minus one vector charge sensor and/or one electrical charge level sensor from the electrical energy storage system (3). Processo de gerenciamento para atuação de tração auxiliar em implementos rodoviários, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo modo de operação i) tração elétrica compreender uma etapa de segurança de desacionamento do motor elétrico (10), a partir de detecção de acionamento de freio, por meio de ao menos um sensor de uso de freio.Management process for auxiliary traction actuation on road implements, according to claim 10, characterized in that the mode of operation i) electric traction comprises a safety step of deactivating the electric motor (10), from brake activation detection , through at least one brake use sensor. Sistema de acoplamento inteligente entre implemento rodoviário e veículo trator, em que o implemento rodoviário é equipado com um sistema de gerenciamento para atuação de tração auxiliar, caracterizado por compreender ao menos um sensor de movimento angular e um sensor de carregamento vetorial comunicantes com um sistema de controle (4) do sistema de gerenciamento do implemento rodoviário.Intelligent coupling system between road implement and tractor vehicle, in which the road implement is equipped with a management system for auxiliary traction actuation, characterized by comprising at least one angular movement sensor and a vector loading sensor communicating with a system of (4) control of the road implement management system. Sistema de acoplamento inteligente entre implemento rodoviário e veículo trator, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por compreender um conjunto de quintarroda e pinorrei.Intelligent coupling system between road implement and tractor vehicle, according to claim 15, characterized in that it comprises a set of quintarroda and pinorrei. Sistema de gerenciamento para atuação de tração auxiliar em implementos rodoviários caracterizado por compreender um sistema de controle (4) comunicante com um painel de operações (5), em que o painel de operações (5) é provido com ao menos uma rota para tráfego do implemento rodoviário, sendo a dita rota contendo dados de perfil altimétrico da rota, em que:
  • - o sistema de controle (4), provido com um algoritmo, seleciona modos de operação a partir dos dados do perfil altimétrico da rota, sendo os modos de operação ao menos um entre i) tração, ii) frenagem regenerativa, iii) eixo livre, ou uma combinação entre os mesmos.
Management system for auxiliary traction actuation on road implements characterized by comprising a control system (4) communicating with an operations panel (5), in which the operations panel (5) is provided with at least one route for traffic of the road implement, said route containing altimetric profile data of the route, in which:
  • - the control system (4), provided with an algorithm, selects operating modes from the altimetric profile data of the route, the operating modes being at least one of i) traction, ii) regenerative braking, iii) free axle , or a combination thereof.
 Combinação de veículo de carga compreendendo semirreboque dotado de sistema de gerenciamento para atuação de tração auxiliar caracterizado por compreender:
  • a. um ou mais sensores selecionados entre: sensor de movimento angular; sensor de carregamento vetorial; sensor de uso de freio; sensor de marcha ré; sensor de velocidade de roda; sensor de geolocalização; sensor de nível de carga elétrica; ou uma combinação de dois ou mais dos mesmos; e
  • b. um sistema de controle (4) que recebe os sinais dos sensores e, a partir dos sinais recebidos, emite comando de acionamento de tração auxiliar.
Combination of cargo vehicle comprising a semi-trailer equipped with a management system for auxiliary traction actuation characterized by comprising:
  • The. one or more sensors selected from: angular motion sensor; vector loading sensor; brake use sensor; reverse gear sensor; wheel speed sensor; geolocation sensor; electrical charge level sensor; or a combination of two or more of them; and
  • B. a control system (4) that receives the signals from the sensors and, from the received signals, issues the auxiliary traction drive command.
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