BR112017021123B1

BR112017021123B1 - Sistema de controle de freio para um reboque

Info

Publication number: BR112017021123B1
Application number: BR112017021123-8A
Authority: BR
Inventors: Matthew Fry; Martin Mederer
Original assignee: Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2015-04-02
Filing date: 2016-04-04
Publication date: 2022-12-27
Also published as: WO2016157162A1; GB2536949A; GB2536949B; BR112017021123A2; EP3277549A1; US20180111591A1; CN107531224B; GB201505709D0; CN107531224A

Abstract

SISTEMA DE CONTROLE DE FREIO PARA UM REBOQUE. Um sistema de controle de freio de baixo custo, adaptado para fornecer controle de estabilidade contra capotamento em um reboque. O sistema compreende uma unidade de controle de freio com uma válvula de carga, de escape e de redundância. Esta unidade de controle é adaptada para controlar pneumaticamente e eletricamente as primeira e segunda válvulas relé de ABS, cada uma das válvulas relé de ABS sendo atribuídas a um único canal de freio adaptado para controlar a pressão de frenagem no reboque. Isso permite um controle preciso dos freios durante um evento de controle da estabilidade contra capotamento.

Description

Campo da invenção

[001] A presente disposição se refere a uma disposição de válvula de freio, em particular, mas não exclusivamente, para um veículo de reboque ou veículo agrícola.

Antecedentes da Invenção

[002] As disposições de válvula do sistema de freio de reboque existentes são conhecidas, por exemplo, a partir do documento WO03011664, que descreve os freios do eixo dianteiro do reboque de um veículo utilitário que são impactados com uma pressão de freio por meio de uma única válvula de ABS comum. A dita válvula de ABS é acionada eletricamente por um módulo EBS associado com os freios da roda traseira, dependendo de um deslizamento diferencial entre o eixo dianteiro e o eixo traseiro.

[003] O documento GB2499459 descreve outro sistema de freio que compreende um dispositivo de frenagem capaz de gerar uma força de frenagem sobre uma roda no reboque, a força de freio nos cilindros de freio sendo controlada por uma ECU de frenagem. A ECU de frenagem é conectada a um barramento de comunicação compatível com padrões em dito reboque e é adaptada para receber entradas de dados dos sensores no reboque. Também é prevista uma interface para os dispositivos eletrônicos do reboque e uma interface de comunicação. O sistema de freio é ainda adaptado para transmitir um identificador do reboque, tal como um SSID, de modo que o identificador de reboque pode ser pareado com um dispositivo adicional, tal como um telefone móvel associado a um acionador do trator, o dispositivo adicional sendo previamente dotado do identificador do reboque.

[004] À medida que os sistemas de frenagem se tornam mais sofisticados e apresentam funcionalidades adicionais como a descrita no documento GB2499459 ou o controle de nivelamento, o custo do sistema de freio tende a aumentar. Um problema adicional é que há uma pressão crescente sobre disponibilidade de espaço nos reboques devido a essa funcionalidade, pois tal funcionalidade adicional requer conexões elétricas e pneumáticas adicionais para as quais há pouco espaço. Em adição, os fabricantes de reboques, se for possível evitar, não desejam reprojetar o reboque, e assim, os compromissos nos sistemas conhecidos foram percebidos como apresentando uma menor confiabilidade devido às conexões externas adicionais.

[005] O documento EP2121359 descreve uma válvula adaptada para fornecer funcionalidades adicionais de elevação/abaixamento para um sistema de frenagem conhecido. Apesar da válvula descrita nesta patente fornecer a funcionalidade exigida de abaixamento e elevação, a sua inclusão com os sistemas de freio conhecidos resulta em requisitos adicionais de custo e espaço no reboque.

[006] O documento US2005/0137767 descreve um sistema de estabilidade contra capotamento usando hardware de ABS. A solução proposta sofre o problema de utilizar muito ar, o que é desvantajoso para o controle da estabilidade contra capotamento, uma vez que esses eventos são bastante comuns. A solução proposta neste documento também não pode controlar a pressão do freio quando o controle de estabilidade contra capotamento estiver ativo, de modo que uma intervenção de frenagem adicional não é possível quando o controle de estabilidade contra capotamento estiver ativo.

[007] Estas soluções conhecidas, que são desenvolvidas para os mercados dos EUA e da Europa, compreendem módulos mecatrônicos altamente integrados, que reduzem o volume dos componentes do controle de freio para o veículo para duas ou três partes. Tal elevado nível de integração oferece uma clara vantagem em termos de tamanho, peso e simplicidade de instalação para o fabricante do equipamento original devido aos tempos menores de ciclo resultarem diretamente em custos menores de produção.

[008] Tanto no mercado dos EUA quanto da Europa, tanto o trator quanto o reboque apresentam os mesmos elevados níveis de integração, como tal, as redes de serviços para os veículos são altamente treinadas e especializadas e capazes de lidar com sistemas complexos. Além disso, os operadores dos veículos são conscientes da necessidade da manutenção regular do equipamento para evitar falhas prematuras.

[009] No entanto, em mercados emergentes como o Brasil e a China, apesar de ditas redes de serviços existirem, as mesmas não possuem o conhecimento e treinamento para lidar com os sistemas de elevada complexidade. Também os operadores dos veículos podem não ser tão diligentes quanto à manutenção regular, levando a situações em que o fornecimento de ar ao reboque seja contaminado com partículas de óleo, sujeira e água. Em tais condições, as soluções mecatrônicas altamente integradas podem sofrer uma falha prematura. Como as redes de serviços não são treinadas em tais sistemas complexos, quando confrontados com tal componente, dado o alto custo de reposição, podem tentar reparar o módulo em si. Isso, por sua vez, pode levar à introdução de defeitos relacionados à segurança devido ao reparo, que claramente não é desejável.

Descrição Resumida da Invenção

[0010] A presente invenção pretende, portanto, fornecer um sistema de freio eletrônico de reboque capaz de proporcionar funcionalidades mais avançadas, tais como a estabilidade contra capotamento, que requer menos treinamento para manter com segurança.

[0011] De acordo com a invenção, é fornecido um sistema de controle de freio para um reboque cujo sistema de controle de freio é adaptado para fornecer o controle RSP, o sistema de controle de freio compreendendo uma unidade de controle de freio, cuja unidade de controle é adaptada para controlar pneumaticamente e eletricamente as primeira e segunda válvulas relé de ABS, cada uma das válvulas relé de ABS sendo atribuídas a um único canal de freio adaptado para controlar a pressão de frenagem no reboque.

[0012] De preferência, o reboque é dotado de ao menos dois sensores de velocidade da roda adaptados para fornecer uma indicação da velocidade da roda nos respectivos lados do reboque e um sensor de aceleração lateral de modo que a unidade de controle de freio possa determinar se um evento falha da estabilidade contra capotamento está prestes a ocorrer, por exemplo, devido à velocidade diferencial das rodas.

[0013] De preferência, a unidade de controle de freio compreende válvula de carga, válvula de escape e uma válvula relé, cada canal atua em um lado do reboque.

[0014] De preferência, a unidade de controle de freio determina se há uma perda de estabilidade com base em ao menos parte nos sinais do sensor de velocidade da roda e um sinal de um sensor de aceleração lateral e, no caso da unidade de controle de freio determinar que há uma perda de estabilidade, controlar a pressão do freio em um ou em ambos os canais para prover o controle de estabilidade.

[0015] A invenção fornece um sistema RSP de canal único simples para controlar as válvulas relé de ABS - como há duas válvulas ABS, o sistema RSP pode direcionar a pressão para o lado esquerdo ou direito do veículo, dependendo da situação dinâmica do reboque - fornecendo assim um verdadeiro sistema RSP multi-canal. A solução da invenção fornece um controle mais preciso da pressão de freio do que nas soluções do estado da arte, em particular, é possível frear com precisão durante uma intervenção do RSP, situação essa que as soluções conhecidas do estado da arte não podem realizar.

[0016] Vantajosamente, o pistão da válvula relé do módulo RSP pode ser reduzido em tamanho, pois é constituído de apenas um piloto para os principais moduladores do ABS. No entanto, também pode ser aumentado em tamanho para reduzir a pressão de ruptura/histerese.

[0017] Para os mercados emergentes, tal separação do sistema RSP a partir das válvulas ABS fornece um benefício de segurança adicional. Sabe-se que, no caso de contaminação em um módulo mecatrônico, tal como o usado na Europa, o módulo detectará um erro e desligará, resultando na anulação do ABS, do sensor de carga ou do RSP, mas tais ocorrências são extremamente raras devido aos bons regimes de manutenção. No caso do sistema distribuído, o módulo RSP de canal único pode tornar-se contaminado e desativado, no entanto, o ABS ainda seria totalmente funcional através das válvulas relé externas de ABS.

Breve descrição das Figuras

[0018] Uma forma de realização exemplar da invenção será descrita agora com maior detalhe, na qual: - a figura 1 ilustra um esquema de um sistema de freio - a figura 2 ilustra de forma esquemática uma unidade de controle de freio - a figura 3 ilustra de forma esquemática uma válvula relé

Descrição Detalhada da Invenção

[0019] A figura 1 ilustra um esquema de um sistema de freio para um reboque que apresenta três eixos, cada extremidade de roda do qual, 1 a 6, é dotada de um dispositivo de frenagem capaz de exercer uma força de freio. As extremidades das rodas 2 e 5 são dotadas de um sensor de velocidade 7, 8. O sistema eletrônico de frenagem do reboque é dotado de uma conexão pneumática na linha de serviço de freio ou linha amarela 9 e a linha de emergência ou vermelha 10 do motor primário ou caminhão (não mostrado). A linha amarela 9 é conectada a uma válvula de freio 11 do reboque, que fornece uma função de freio de emergência que atua na linha de serviço de freio. A válvula de freio 11 do reboque é conectada ao módulo RSP 12 do reboque. A linha vermelha 10 é conectada a uma válvula de derivação ou estacionamento 13 opcional, que é em conexão fluída com as extremidades das rodas traseiras 2, 3, 5 e 6 para fornecer a flexibilidade de manobra quando o reboque é estacionado. Tanto a válvula de freio 11 do reboque quanto a válvula de estacionamento e de derivação 13 são conectadas ao reservatório 14 do reboque que, por sua vez, é em comunicação fluída com o módulo RSP 12 do reboque. O reservatório 14 também é conectado a cada uma das válvulas relé 15, 16.

[0020] O módulo RSP 12 é conectado a uma primeira e segunda válvulas ABS de canal único 15 e 16, cada uma das quais é adaptada para fornecer a pressão do serviço de frenagem aos dispositivos de frenagem nas extremidades das rodas 1 a 6. O módulo RSP 12 é dotado de uma conexão elétrica com o motor principal/caminhão através de um conector 17 (IS07638), bem como uma alimentação separada através do conector de luz de freio 19 (IS01185). Uma lâmpada de alerta 18, montada no reboque, é controlada através do módulo RSP 12. Em adição, são mostradas as conexões elétricas para controlar cada uma dentre as válvulas ABS 15, 16, bem como as entradas elétricas dos sensores de velocidade da roda 7, 8.

[0021] A figura 2 ilustra de forma esquemática uma disposição pneumática para o módulo RSP 12. O módulo 12 compreende uma ECU 20 adaptada para receber as entradas dos sensores de velocidade da roda 7, 8 nas entradas 21, 22, bem como as conexões a partir do conector 23 (IS07638). O módulo é ilustrado com três entradas pneumáticas, nomeadamente do reservatório através da porta 1, da linha de serviço de freio através da porta 4 e da suspensão a ar através da porta 42. A porta de suspensão a ar 42 é dotada de um transdutor de pressão 24, que é passível de ser controlado pela ECU 20. Outro transdutor de pressão 25 é previsto para medir a pressão na linha de serviço de freio.

[0022] A linha de serviço de freio se conecta a uma válvula solenóide redundante 26, cuja saída é conectada a um duto 27, que fornece a pressão ao piloto da válvula relé 28. O duto 27 também é conectado na saída da válvula de carga 29 e na entrada da válvula de escape 30. A válvula de carga e a válvula de escape são as válvulas solenóides 2/2.

[0023] O fornecimento de ar através da porta 1 passa através de um filtro 31 para a entrada da válvula relé 28, que é dotada de duas saídas. A primeira saída fornece a pressão de freio às válvulas ABS através das portas 21 e a segunda saída é conectada à porta de escape comum 3, na qual a saída da válvula de escape 30 também é conectada. Outro transdutor de pressão 32 é previsto no duto para as portas 21, cuja saída elétrica é passível de ser controlada pela ECU 20. As válvulas solenóide 26, 29, 30 também são controladas eletricamente pela ECU 20.

[0024] A figura 3 ilustra a disposição pneumática das válvulas relé 15, 16. A válvula relé é dotada de duas entradas pneumáticas, nomeadamente do reservatório através da porta 1, da linha de serviço de freio através da porta 4.

[0025] A pressão pneumática da entrada 4 é fornecida a uma válvula de carga 35, ilustrada aqui como uma válvula solenóide 2/2 e uma válvula de escape 36, ilustrada aqui como uma válvula solenóide 3/2. A primeira saída da válvula de escape 36 controla a válvula relé 37, que recebe uma pressão de alimentação a partir da porta 1. A segunda saída da válvula de escape 36 conecta-se ao duto de escape juntamente com o escape da válvula relé 37. A outra saída da válvula relé é conectada nas portas de alimentação de pressão de freio 2. O controle elétrico das válvulas solenóide é fornecido através de três conexões elétricas para a ECU 20. Também seria possível operar a válvula relé 37 exclusivamente com a válvula de escape e dispensar a válvula de carga.

[0026] O fornecimento de duas válvulas relé e de freio de canal único, que são passíveis de serem controladas através de uma ECU de frenagem 20 permite o fornecimento de estabilidade contra capotamento (RSP) em um reboque de modo que pode ser facilmente reparado em áreas sem redes de serviço uma vez que o sistema pneumático e as conexões elétricas são muito simples.

Claims

1. Sistema de controle de freio para um reboque cujo sistema de controle de freio é adaptado para fornecer controle RSP, o sistema de controle de freio compreendendo uma unidade de controle de freio, caracterizado por a unidade de controle de freio compreende uma válvula de carga (29), de escape (30) e de redundância (26) e cuja unidade de controle é adaptada para controlar pneumaticamente e eletricamente as primeira e segunda válvulas relé de ABS (15, 16), cada uma dentre as válvulas relé de ABS sendo atribuída a um único canal de freio adaptado para controlar a pressão de frenagem no reboque, em que o reboque é dotado de ao menos dois sensores de velocidade da roda (7, 8) adaptados para fornecer uma indicação da velocidade da roda nos respectivos lados do reboque e um sensor de aceleração lateral de modo que a unidade de controle de freio pode determinar se um evento de perda de estabilidade contra capotamento está prestes a ocorrer, e em que a unidade de controle controla a pressão de frenagem em cada canal independentemente da pressão de freio no outro canal para, desse modo, permitir a aplicação controlada do freio durante uma intervenção RSP.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a unidade de controle de freio compreender ainda uma válvula relé (37).

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por cada canal atuar em um lado do reboque.

4. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por a unidade de controle de freio determinar se há uma perda de estabilidade com base, ao menos em parte, nos sinais do sensor de velocidade da roda e um sinal de um sensor de aceleração lateral e, no evento em que a unidade de controle de freio determina que há uma perda de estabilidade, controla a pressão do freio em um canal para prover o controle da estabilidade.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a pressão de freio ser controlada em ambos os canais.

6. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por as válvulas de ABS serem atuáveis independentemente da unidade de controle de freio que fornece o controle de estabilidade.