BR112018005845B1

BR112018005845B1 - Método de controlar desaceleração de um veículo e veículo

Info

Publication number: BR112018005845B1
Application number: BR112018005845-9A
Authority: BR
Inventors: Gabriele Morandi
Original assignee: Cnh Industrial Italia S.P.A.
Priority date: 2015-09-24
Filing date: 2016-09-22
Publication date: 2022-09-27
Also published as: ITUB20153870A1; CN108025705A; CN108025705B; US10543822B2; WO2017050885A1; EP3353019A1; EP3353019B1; US20180265064A1; BR112018005845A2

Abstract

MÉTODO E APARELHO PARA CONTROLAR FRENAGEM DE VEÍCULO. Um método de controlar desaceleração de um veículo (10) incluindo um eixo de saída giratório (16) e um freio SAHR tendo um par (22, 23) de componentes de frenagem por atrito encaixáveis mutuamente inclui as etapas de detectar a velocidade de rotação do eixo de saída (16) e gerar um sinal de velocidade de eixo de saída (36), do qual um sinal de desaceleração indicativo de desaceleração do veículo (10) é derivado, e gerar de acordo com um esquema de controle de realimentação um comando de frenagem (39) usado para controlar o encaixe dos componentes de frenagem por atrito (22, 23). O sinal de velocidade de eixo de saída é usado para calcular um sinal de potência de frenagem máxima (38) para modular o comando de frenagem (39). O sinal de potência de frenagem máxima (38) é determinado na dependência da capacidade de dissipação de calor do freio SAHR e é tal como para originar um valor constante ou aproximadamente constante de potência de frenagem dissipada no freio SAHR.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[001] A invenção diz respeito a um veículo terrestre motorizado incluindo pelo menos um freio de veículo de liberação hidráulica aplicada por mola (SAHR).

[002] Em um freio como este primeiro e segundo elementos de freio, montados respectivamente em uma parte rotativa do conjunto de acionamento do veículo tal como um eixo de saída acionado e em uma parte fixa tal como a estrutura de veículo, são móveis entre configurações mutuamente encaixada e separada.

[003] Na configuração separada o componente rotativo fica livre para girar, permitindo desse modo a transmissão de acionamento, por exemplo, de um motor diesel formando parte do veículo para um elemento de encaixe com solo tal como uma roda incluindo um pneumático. Na configuração mutuamente encaixada o segundo elemento freia rotação da parte rotativa suportando o primeiro elemento de freio com o resultado de que a transmissão de acionamento é restringida ou impedida e por esta razão o veículo como um todo é freado.

[004] Em quase todos os casos o segundo elemento de freio é móvel para perto e para longe do primeiro elemento de freio. Um elemento deformável de modo resiliente tal como uma mola helicoidal age sobre o segundo elemento de freio, ou sobre um componente conectado a ele, a fim de predispor o mesmo para encaixe com o primeiro elemento de freio. Quando a parte rotativa do conjunto de acionamento é um eixo de saída, tal como supracitado, os primeiro e segundo elementos de freio tipicamente são as placas de uma embreagem de fricção.

[005] O segundo elemento de freio inclui ou é conectado a um pistão em uma câmara tendo uma conexão para um circuito de controle hidráulico que é capaz de aplicar pressão ao pistão e consequentemente de modo indireto ao segundo elemento de freio propriamente dito. O circuito de controle hidráulico é capaz de ser energizado seletivamente a fim de garantir separação dos primeiro e segundo elementos de freio em circunstâncias normais. Como um resultado o elemento girável é mantido capaz de girar a maior parte do tempo.

[006] Quando o operador de veículo seleciona a função de freio, entretanto elementos de controle conectados ao circuito de controle hidráulico causam ventilação da pressão de fluido agindo no pistão. Isto por sua vez permite que a mola deformável de modo resiliente impulsione o segundo elemento de freio para encaixe com o primeiro, pelo que aplicação do freio SAHR ocorre a fim de frear o veículo independentemente da saída do motor ou status operativo de uma transmissão de razão variável formando parte do conjunto de acionamento do veículo.

[007] O freio de veículo SAHR serve primariamente como um freio de estacionamento que é pretendido para frear com segurança o veículo quando ele está estacionário, se o motor do veículo está funcionando ou não. O projeto do SAHR serve para este uso porque a presença da mola deformável de modo resiliente mantém o veículo em uma condição freada mesmo quando o motor está desligado.

[008] Quando, tal como descrito, o primeiro elemento de freio é um eixo de saída é conhecido incluir componentes de controle adicionais que operam para desencaixar uma ou mais embreagens de acionamento quando o freio SAHR é ativado. Isto impede o freio SAHR de ter que trabalhar contra o torque do motor de veículo. Em um caso como este o freio SAHR age sobre uma parte do eixo de saída que fica a jusante, no conjunto de acionamento, de qualquer embreagem permitindo desencaixe de acionamento.

[009] Freios de veículos SAHR tipicamente são instalados em grandes veículos terrestres motorizados tais como tratores, colheitadeiras combinadas, colheitadeiras de forragem e outras colheitadeiras, escavadeiras, tratores, veículos utilitários tais como carregadores de fazenda e veículos de fazenda de múltiplos usos, guindastes móveis e veículos similares que embora projetados para executar tarefas especializadas usualmente em situações fora de estrada, entretanto, são pretendidos para deslocamento em estradas entre locais de trabalho. Freios de veículos SAHR são exigidos em tais veículos para permitir segurança de operador e de terceiros em situações tanto em estrada quanto em fora de estrada. A invenção é de utilidade em todos os veículos dos tipos gerais listados anteriormente, juntamente com inúmeros tipos de veículos adicionais.

[010] Tal como indicado, os sistemas de frenagem de veículos grandes da categoria geral indicada tipicamente são eletro-hidráulicos ou eletropneumáticos e por esta razão consistem de elementos de frenagem cujo encaixe mútuo e separação estão sob o controle de um ou mais circuitos hidráulicos ou pneumáticos. Estes circuitos incluem componentes de circuito tais como válvulas cujos estados de operação são alteráveis entre duas ou mais configurações por meio da ação de elementos acionados eletricamente tais como solenoides que deslocam partes móveis das válvulas de uma posição para uma outra.

[011] Embora, tal como mencionado, seja conhecido permitir o desencaixe de embreagens de acionamento no conjunto de acionamento incluindo o eixo de saída de um veículo como este, o trabalho de um freio SAHR que age sobre um eixo de saída é extremamente exigente. Isto é porque mesmo ao girar com roda livre e não serem acionadas com potência as enormes massas de veículos, tais como listados anteriormente, significam que elas exigem considerável potência de frenagem para impedir movimento por meio de frenagem em seus eixos de saída.

[012] Uma desvantagem de frear um veículo pesado no modo descrito é que o calor gerado no freio SAHR pode exceder a capacidade de resfriamento de qualquer sistema de resfriamento de freio (que tipicamente consiste de um lubrificante fornecido para partes do freio SAHR). Quando isto acontece danos podem ocorrer para as partes de freio, encurtando suas vidas úteis ou mesmo resultando em falha do freio SAHR.

[013] Tal como observado, o freio SAHR normalmente é aplicado como um freio de estacionamento, mas em algumas circunstâncias (tipicamente de emergência) pode ser exigido para frear um veículo em movimento. Em tais situações o veículo pode estar se deslocando em uma velocidade considerável de até, por exemplo, 40 km/h (sendo o limite de velocidade legal para tratores rebocando trailers em muitos países da União Europeia) ou mesmo 80 km/h (sendo a velocidade máxima real que alguns tratores e outros projetos de veículos agrícolas podem alcançar quando não rebocando trailers).

[014] Em virtude do exposto anteriormente existe uma necessidade na técnica com relação a melhoramentos em desempenho de freio SAHR, especialmente em casos nos quais o freio SAHR é arranjado para agir sobre um eixo de saída. A invenção procura eliminar ou pelo menos minimizar uma ou mais desvantagens de arranjos da técnica anterior.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[015] De acordo com a invenção em um primeiro aspecto geral é fornecido um método de controlar desaceleração de um veículo incluindo um eixo de saída giratório e um freio SAHR tendo um par de componentes de frenagem por atrito que, em resposta a uma solicitação de potência de frenagem, são encaixáveis mutuamente para frear o eixo de saída, o método incluindo as etapas de detectar a velocidade de rotação do eixo de saída e gerar um sinal de desaceleração indicativo de desaceleração do veículo; gerar, conforme necessário, de acordo com um esquema de controle de realimentação efetivo de modo seletivo um comando de frenagem com base no sinal de velocidade de eixo de saída, no sinal de desaceleração e na solicitação de potência de frenagem; e usar o comando de frenagem para controlar o encaixe dos componentes de frenagem por atrito, em que o método inclui usar o sinal de velocidade de eixo de saída para calcular um sinal de potência de frenagem máxima e modular o comando de frenagem na dependência do sinal de potência de frenagem máxima a fim de limitar a potência de frenagem aplicada pelo freio SAHR.

[016] Um arranjo como este vantajosamente limita a potência de frenagem exigida para ser dissipada no freio SAHR, e consequentemente limita o calor gerado no freio para um nível que o freio sistema de resfriamento pode acomodar. Isto por sua vez reduz o risco de danos para o freio SAHR e prolonga as vidas úteis de suas partes.

[017] Para a evitação de dúvida a invenção inclui a etapa de fornecer o comando de frenagem modulado para controlar o encaixe dos componentes de frenagem por atrito.

[018] Em uma modalidade preferida da invenção o método inclui gerar um sinal de velocidade de eixo de saída; e derivar do sinal de velocidade de eixo de saída um sinal de desaceleração indicativo de desaceleração do veículo.

[019] Preferivelmente, de acordo com o método da invenção o sinal de potência de frenagem máxima é determinado na dependência da capacidade de dissipação de calor do freio SAHR. Isto vantajosamente pode ser pré-programado como um parâmetro em firmware em um controlador controlando operação do método da invenção.

[020] Convenientemente o sinal de potência de frenagem máxima é tal como para fazer com que um valor constante ou aproximadamente constante de potência de frenagem seja aplicado pelo freio SAHR. Isto vantajosamente assegura que a capacidade de resfriamento do freio SAHR não é excedida.

[021] A base matemática dos cálculos exigidos para gerar o sinal de potência de frenagem máxima é essencialmente aritmética e direta. Os cálculos, portanto, podem ser processados usando uma quantidade relativamente pequena de capacidade de processamento em um dispositivo programável tal como um microprocessador de controle de freio de veículo.

[022] Também preferivelmente a etapa de detectar a velocidade de rotação do eixo de saída inclui o uso de um sensor de velocidade de eixo de saída; o método incluindo monitorar o status do sensor de velocidade de saída; e no caso de detecção de uma falha de sensor de velocidade de saída, cancelar seleção de (interromper) operação de esquema de controle de realimentação e operar o freio SAHR de acordo com um esquema de controle de laço aberto omitindo um sinal de potência de frenagem máxima.

[023] Um refinamento como este vantajosamente considera a possibilidade de falha ou imprecisão do sensor de velocidade de eixo de saída. Tais sensores algumas vezes são submetidos a condições adversas em veículos dos vários tipos referidos acima, e por esta razão podem estar sujeitos a falhas. Além disso, em alguns projetos de veículos tais como certos tratores ou outros veículos agrícolas o sensor de velocidade tem a forma de um dispositivo Doppler de radar. Estes sensores podem se tornar imprecisos quando usados em combinação com algumas condições de estrada e de superfície de solo, em particular com um tipo promovendo deslizamento de roda. Em tais circunstâncias o uso de controle de realimentação pode causar erros na modulação do sinal de comando de freio, o que por sua vez resulta em frenagem ineficiente.

[024] Isto pode ser inconveniente ou possivelmente perigoso (por exemplo, se o veículo estiver se aproximando de um objeto sólido no momento em que o comando de frenagem SAHR é gerado). Em tais momentos, portanto, é benéfico o método da invenção incluir comutação para uma filosofia de controle de laço aberto na qual existe menos risco de o veículo se tornar freado de modo ineficiente.

[025] Um modo de incorporar tecnologia de detecção de falha no contexto da invenção envolve a provisão de um ou mais sensores de diagnóstico no eixo de transmissão de veículo, os quais reconhecem, por exemplo, um circuito aberto, aterramento não desejado, curto-circuito para a bateria de veículo e situações de falhas similares por meio da detecção de uma tensão fora de faixa em componentes elétricos formando parte do eixo de transmissão. Tais componentes elétricos podem incluir, por exemplo, um sensor de efeito Hall que é posicionado para detectar a velocidade rotacional do eixo de saída por meio de interação em um modo conhecido por si mesmo com um volante dentado.

[026] A velocidade do eixo de saída também pode ser detectada usando, por exemplo, um sensor ótico e uma outra forma de volante dentado, de novo em um modo conhecido por si mesmo.

[027] Também para a evitação de dúvida, convenientemente quando o método opera em modo de laço aberto, tal como descrito, ele inclui a etapa de fornecer o sinal de potência de frenagem máxima para frente para controlar o encaixe dos componentes de frenagem por atrito de acordo com o esquema de controle de laço aberto sem modular o comando de frenagem.

[028] Além do indicado anteriormente a invenção é considerada para residir em um veículo incluindo um eixo de saída giratório acionado e um freio SAHR tendo um par de componentes de frenagem por atrito que são encaixáveis mutuamente, em resposta a uma solicitação de potência de frenagem, para frear o eixo de saída, o veículo incluindo adicionalmente um sensor para detectar a velocidade de rotação do eixo de saída e gerar um sinal de velocidade de eixo de saída; e um ou mais dispositivos programáveis que são programados para executar as etapas de um método de acordo com a invenção tal como definida neste documento.

[029] Em uma modalidade alternativa da invenção o sensor de velocidade de eixo de saída pode ser substituído por um acelerômetro que gera diretamente um sinal de desaceleração de veículo.

[030] Preferivelmente, em um veículo como este os componentes de frenagem por atrito são as placas de uma embreagem de eixo de saída. Alternativamente outros projetos de freio SAHR podem ser usados dentro do escopo da invenção. Entretanto, é provável que a invenção obtenha maior benefício em um freio SAHR no qual os componentes de frenagem por atrito são as placas de uma embreagem de eixo de saída. Um tipo de freio SAHR como este muito provavelmente sofrerá de desenvolvimento de calor, enfraquecimento e danos derivados de calor na ausência dos recursos da invenção.

[031] O veículo da invenção preferivelmente inclui um sensor de massa cujo sinal de saída é usado para determinar a desaceleração quando um sensor de velocidade de saída está presente. Em uma modalidade alternativa da invenção, entretanto, a massa de veículo, ou uma aproximação disto, pode ser programada em firmware instalado no dispositivo programável.

[032] Convenientemente de acordo com a invenção o veículo é configurado como um veículo agrícola incluindo um motor diesel para acionar o eixo de saída.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

[033] Segue-se agora uma descrição de uma modalidade preferida da invenção, a título de exemplo não limitativo, com referência sendo feita para os desenhos anexos, nos quais:

[034] A figura 1 é uma vista plana esquemática parcialmente seccionada de um veículo de acordo com a invenção; e

[035] A figura 2 é um diagrama de blocos esquemático resumindo o método da invenção tal como pode ser executado em um veículo tal como, mas não limitado a isto, o veículo da figura 1.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS

[036] Referindo-se aos desenhos está mostrado em forma de vista plana esquemática um veículo 10 de acordo com a invenção. O veículo 10 na figura é um trator, contudo este não precisa ser o caso e o veículo pode ser qualquer um dos tipos mencionados neste documento. Tal como é bem conhecido um trator inclui muitos mais partes do que essas mostradas na figura 1, a qual ilustra somente os recursos de um trator que são necessários para um entendimento da invenção.

[037] Para esta finalidade o trator 10 da figura 1 inclui um chassi de veículo 11 suportando uma cabine de motorista 12, o capô de motor 13 e um motor 14 (que virtualmente em todos os casos é um motor diesel) conectado para acionar um conjunto de acionamento descrito com mais detalhes a seguir.

[038] Os componentes primários do motor 14 e do conjunto de acionamento conectado são bem conhecidos para o os versados na técnica e não precisam ser descritos neste documento. Assim a figura 1 omite recursos convencionais de um conjunto de acionamento de veículo tal como um sistema de combustível, regulador ou controle de borboleta, transmissão de razão variável e uma ou mais embreagens de acionamento que servem para seletivamente encaixar e desencaixar acionamento gerado no motor por meio de um eixo de saída giratório 16.

[039] Tal como mostrado na figura 1, o eixo de saída 16 transfere acionamento rotativo do motor 14 por meio de um diferencial 17 suportado sob a cabine 12 e das respectivas metades de eixo esquerda e direita 18a, 18b para as rodas traseiras de encaixar com o solo esquerda e direita 19a, 19b. As rodas 19a, 19b são acionadas para girar quando as embreagens de acionamento no conjunto de acionamento são encaixadas. Tal como é comum em veículos agrícolas e em vários outros tipos de veículos fora de estrada as rodas traseiras 19a, 19b são de diâmetro relativamente grande e são encaixadas com pneumáticos tendo bandas de rodagem profundas capacitando tração do veículo 10 quando ele se desloca sobre solo lamacento ou macio de outro modo.

[040] O veículo 10 inclui adicionalmente as rodas dianteiras direcionáveis 21a, 21b. Quando o veículo 10 é constituído como um trator, tal como ilustrado, as rodas dianteiras 21a, 21b podem ser rodas não acionadas (isto é, giram como rodas livres) e podem ser de diâmetro menor que o das rodas traseiras 19a, 19b. Entretanto este não precisa ser necessariamente o caso, e as rodas dianteiras de encaixar com o solo 21a, 21b tanto acionadas quanto de diâmetro relativamente grande são conhecidas na técnica de veículos dos tipos mencionados neste documento.

[041] Além disso, não é essencial que o veículo 10 seja equipado de qualquer modo com as rodas 19, 21; e está dentro do escopo da invenção o acionamento do motor 14 ser transferido por meio do conjunto de acionamento, por exemplo, para esteiras sem-fim de encaixar com o solo presas nos lados esquerdo e direito do chassi 11. Além do mais, combinações de elementos de encaixar com o solo são conhecidas, e assim é possível fornecer, por exemplo, esteiras acionadas sem-fim na traseira do veículo e rodas giratórias na frente. Todas as tais variantes estão dentro do escopo da invenção.

[042] Além das embreagens de acionamento descritas anteriormente do conjunto de acionamento, o veículo 10 é equipado com um freio SAHR que tem uma forma semelhante à de embreagem tal como descrito a seguir.

[043] O freio SAHR assim inclui uma primeira placa de embreagem circular 22 que é suportada pelo eixo de acionamento de saída 16 e chavetada a ele de tal maneira que a primeira placa de embreagem 22 gira com o eixo de acionamento 16.

[044] Uma segunda placa de embreagem 23 circunda o eixo de saída 16 e é montada a fim de ser móvel bidirecionalmente de modo longitudinal ao longo dele tal como indicado pela seta de duas pontas na figura 1.

[045] A segunda placa de embreagem 23 é localizada e dimensionada a fim de ser encaixável com a primeira placa de embreagem quando ela se desloca para a direita na figura 1. Uma mola 24 ou um outro tipo de elemento deformável de modo resiliente age entre a segunda placa de embreagem e uma parte não giratória do veículo 10, tal como parte do chassi 11, tendendo a impulsionar a segunda placa de embreagem 23 para encaixe com a primeira placa de embreagem 22. Um circuito de controle hidráulico representado esquematicamente pelo número 26 seletivamente induz fluido hidráulico pressurizado para agir sobre a segunda placa de embreagem 23, ou mais tipicamente sobre um pistão móvel montado em câmara preso à segunda placa de embreagem 23, tendendo a se opor à ação da mola 24 e manter as placas de embreagem 22, 23 separadas uma da outra tal como ilustrado na figura 1. Nesta condição a primeira placa de embreagem, e consequentemente o eixo de saída 16 ao qual ela está presa, fica livre para girar.

[046] O veículo 10 inclui tipicamente uma pluralidade das linhas hidráulicas 27 por meio das quais o efeito indicado anteriormente é alcançado.

[047] O veículo 10 inclui pelo menos um dispositivo programável 28 que está representado esquematicamente na figura 1 por um chip de processador montado em motor e que, em outras modalidades da invenção, pode adotar uma faixa ampla de outros formatos tal como será conhecido para os versados na técnica.

[048] O dispositivo programável 28 pode ter múltiplas funções ou pode ser dedicado para a provisão de uma faixa limitada de ações de controle. Um conjunto de funções com as quais o dispositivo programável 28 lida no contexto da invenção é a geração de comandos de controle afetando o status de, por exemplo, válvulas, bombas, solenoides e/ou comutadores formando parte do circuito de controle hidráulico a fim de cumprir demandas de controle colocadas para o freio SAHR. Para esta finalidade o dispositivo programável 28 está mostrado esquematicamente conectado ao circuito de controle hidráulico 26 por meio de uma ou mais linhas de sinais elétricos ou eletrônicos 29.

[049] Embora uma instalação conectada fisicamente do dispositivo programável 28 seja preferida, este não precisa ser necessariamente o arranjo. Assim, em uma modalidade alternativa da invenção, o dispositivo programável 28 pode ser conectado a partes controláveis do circuito de controle hidráulico 26 de modo sem fio, usando qualquer um dos diversos protocolos de “comunicação de campo próximo” (NFC).

[050] O dispositivo programável 28, além disso, pode ter uma de diversas formas a não ser o chip de processador ilustrado; ele pode existir como múltiplos componentes; e ele não precisa ficar localizado permanentemente ou mesmo temporariamente no veículo 10.

[051] O freio SAHR do veículo 10 inclui um elemento de controle operado pelo motorista para iniciar frenagem por meio de encaixe das primeira e segunda placas de embreagem 22, 23. Na modalidade ilustrada o elemento de controle tem a forma de um pedal móvel 31 que o motorista do veículo pode acionar. Em outras modalidades o elemento de controle pode ser incorporado, por exemplo, como uma alavanca, botão giratório, ícone de tela sensível ao toque ou botão de pressão. O veículo 10 pode incluir opcionalmente múltiplos componentes de controle de freio SAHR. Quando múltiplos componentes de controle de freio SAHR são fornecidos eles não precisam ser todos do mesmo tipo.

[052] O propósito do pedal 31 ou de outro elemento de controle tal como indicado é iniciar frenagem usando o freio SAHR. Acionamento do pedal 31 gera um sinal que tipicamente é um sinal elétrico enviado por meio de uma ou mais linhas de sinais elétricos ou eletrônicos 32 para o dispositivo programável 28. O sinal enviado por meio da(s) linha(s) de sinal(s) 32 é uma solicitação de desaceleração em porcentagem. O dispositivo programável 28 converte isto em um comando de frenagem na forma de uma solicitação de desaceleração que é fornecido via linha(s) de sinal(s) 29 para os componentes do circuito hidráulico. Os últimos ajustam a pressão de fluido hidráulico agindo sobre a segunda placa de embreagem 23, ou mais tipicamente sobre um pistão conectado a ela, de tal maneira que as primeira e segunda placas de embreagem 22, 23 se tornam pressionadas conjuntamente em proporção para a solicitação de desaceleração em porcentagem.

[053] Isto por sua vez provoca frenagem do eixo de saída 16 por causa do atrito entre as placas de embreagem 22, 23. Frenagem do eixo de saída 16 provoca frenagem do veículo como um todo por causa da desaceleração das rodas traseiras 19a, 19b.

[054] Tipicamente o dispositivo programável 28 em um momento como este comanda desencaixe de uma ou mais embreagens de acionamento de tal maneira que o freio SAHR não fica trabalhando contra o torque do motor 14. Isto minimiza o esforço de frenagem demandado do freio SAHR, mas apesar disto o trabalho de frenagem requerido é muito exigente uma vez que mesmo ao girar com roda livre um veículo pesado tal como um trator, colheitadeira ou outro veículo de trabalho exibe energia cinética muito alta que deve ser dissipada pela ação do freio SAHR. Isto é particularmente verdadeiro uma vez que o freio SAHR, cujo propósito normal é agir como um freio de estacionamento que é aplicado em velocidades muito baixas ou nulas do veículo 10, algumas vezes é exigido para operar como um freio de emergência.

[055] Esta exigência pode surgir por causa de uma falha detectada dos freios de serviço hidráulicos ou pneumáticos do veículo 10. Como um resultado o freio SAHR pode ter que frear um veículo muito pesado que pode estar se deslocando com uma velocidade de 50 km/h ou maior se a exigência de frenagem de emergência surgir enquanto o veículo 10 está se deslocando em uma estrada.

[056] As primeira e segunda placas de embreagem 22, 23 tipicamente são constituídas como as assim chamadas de placas de embreagem “úmida”. Em uma embreagem úmida um fluido é circulado, por exemplo, usando lâminas impulsoras ou uma bomba dentro do alojamento 33 da embreagem. O fluido lubrifica a partes de embreagem e a fim de maximizar as vidas úteis das placas de embreagem transfere para longe o calor que é desenvolvido nas mesmas. Apesar destas medidas, entretanto, o calor gerado quando as primeira e segunda placas de embreagem 22, 23 devem frear um veículo tal como um trator com uma velocidade alta frequentemente danifica a embreagem, encurtando as vidas úteis das placas de embreagem 22, 23 e potencialmente causando falha catastrófica de embreagem. Por vários motivos esta pode ser uma situação muito séria.

[057] O método da invenção tal como observado anteriormente procura resolver este problema. Os recursos dando origem a uma solução vantajosa são agora descritos com referência para as figuras 1 e 2.

[058] Na figura 2 o dispositivo programável 28 está mostrado como constituindo as três seções 28a, 28b e 28c. Estas seções podem ser constituídas por um e o mesmo processador, ou por processadores separados.

[059] A seção 28a do dispositivo programável opera continuamente para gerar um sinal de desaceleração máxima 46 que é enviado para frente no regime de controle. A seção 28b está ativa quando o dispositivo programável opera em um modo de realimentação, tal como é o modo normal de operação da modalidade descrita neste documento. A seção 28b gera um sinal de modulação 38 que tal como descrito é usado para modular a solicitação de desaceleração de comando de frenagem 39. A seção 28c fica ativa quando o controle é comutado para um modo de laço aberto de acordo com circunstâncias descritas a seguir.

[060] No uso do veículo 10 da figura 1 uma solicitação de potência de frenagem é gerada, por exemplo, por meio de depressão do pedal 31 ou de um outro elemento de controle, com a extensão de depressão, etc. do elemento de controle correspondendo à magnitude da solicitação de potência de frenagem. Tal como descrito este sinal é transmitido via linha de sinal 32 para o dispositivo programável 28, o qual gera um comando de frenagem de acordo com os princípios expostos a seguir.

[061] O veículo 10 da figura 1 inclui, além das partes descritas anteriormente, um sensor 34 que por meio da linha de sinal elétrico ou eletrônico 36 envia para o dispositivo programável 28 um sinal de velocidade de eixo de saída que é indicativo da velocidade rotacional do eixo de saída 16. Para esta finalidade o sensor 34 tipicamente é um sensor de efeito Hall ou sensor ótico de um tipo conhecido por si mesmo que coopera com uma roda dentada (algumas vezes chamada de roda de tons) fixada ao eixo de saída para rotação com isso, contudo outros tipos de sensores são possíveis dentro do escopo da invenção.

[062] A saída do sensor 34 pode ser usada para determinar a desaceleração do veículo 10. O valor de desaceleração é enviado de volta para a parte 28a do processador 28 tal como indicado pela linha de sinal 43. O sensor 34, portanto, permite controle de realimentação por meio do qual o dispositivo programável 28 pode atualizar o sinal de solicitação de desaceleração de frenagem na dependência da desaceleração real do veículo. Este é um arranjo de controle do tipo de realimentação convencional, mas o veículo 10 é arranjado adicionalmente para executar ações de controle inéditas de acordo com o método da invenção.

[063] Em particular o dispositivo programável 28 é programado para calcular, de acordo com o método da invenção e mais particularmente considerando a saída do sensor 34, um valor de potência de frenagem máxima. Isto é fornecido para frente como um sinal de potência de frenagem máxima representado pela linha 38 na figura 2 no regime de controle de laço fechado referido acima.

[064] O valor de potência de frenagem máxima é determinado em parte com base na velocidade do eixo de saída tal como detectada pelo sensor 34, e em parte em um ou mais, por exemplo, parâmetros programados de firmware se relacionando com a capacidade de dissipação de calor do freio SAHR. Também é necessário conhecer a massa do veículo 10 a fim de calcular a potência de frenagem máxima. A massa de veículo pode ser determinada por um sensor adicional, ou ao adotar uma abordagem de estimativa conservativa de programação no firmware usado pelo processador 28 tal como, por exemplo, o Peso Bruto de Veículo (GVW).

[065] A capacidade de dissipação de calor depende das características do sistema de lubrificação referido acima. Tais características incluem a capacidade de bombeamento do sistema de lubrificação, e as propriedades físicas (e especialmente condutividade térmica) do lubrificante.

[066] O sinal de potência de frenagem máxima 38 é usado para modular o sinal de comando de frenagem (solicitação de desaceleração) 39 de tal maneira que a capacidade de resfriamento do freio SAHR não é excedida e por esta razão os problemas delineados neste documento não surgem.

[067] Este sinal de potência de frenagem máxima 38 é usado, tal como indicado pela junção adicionadora/de soma 41 na figura 2, para modular o comando de frenagem 39. O resultado é um comando de frenagem modulado de laço fechado 42 que é fornecido via linha de sinal 29 para controlar a condição do circuito hidráulico 26 que está mostrado na figura 1.

[068] O dispositivo programável 28 mostrado na modalidade preferida da invenção está programado de tal maneira que a potência de frenagem aplicada no freio SAHR é, tão exatamente quanto possível, um valor constante.

[069] O comando de frenagem modulado 39, um sinal 43 calculado pelo dispositivo programável 28 e indicando a desaceleração quando um modo antideslizamento está ativo, e um sinal 44 indicativo da desaceleração máxima ao operar de acordo com o modo de desaceleração de potência constante descrito anteriormente são enviados de volta no laço de realimentação constituindo o regime de controle tal como ilustrado na figura 2.

[070] Tal como observado o sensor de velocidade de eixo de saída 34 pode fornecer resultados imprecisos, especialmente se o veículo 10 estiver se deslocando sobre solo escorregadio. O sensor 34 inclui um detector de saída defeituosa que, tal como descrito anteriormente, gera um sinal na linha de sinal de falha 37 no caso de detecção de dados imprecisos gerados pelo sensor 34.

[071] Em um momento como este o controle comuta de um regime de laço fechado para um regime de laço aberto, o que está indicado pela seção 28c do dispositivo programável 28 na figura 2. Ao operar em um modo como este a solicitação de desaceleração de comando de frenagem 39 não é modificada por um sinal de desaceleração máxima 38. A solicitação de desaceleração de comando de frenagem 39 em tais circunstâncias consequentemente é transmitida para o circuito hidráulico 26 em uma forma não modulada. Isto vantajosamente evita o problema de comandos de frenagem imprecisos (e em particular frenagem deficiente do veículo 10) no caso de surgir uma saída imprecisa do sensor 34.

[072] No todo o método e veículo da invenção abordam um problema significativo, isto é, aquele de superaquecimento do freio SAHR, por exemplo, em uma situação de frenagem de emergência. Além disso, o método da invenção adota um modelo de modulação de potência de frenagem constante que permite frenagem SAHR efetiva e confiável; e abandona a etapa de modulação no caso de imprecisões serem detectadas no sinal do eixo de saída que é usado no cálculo do sinal de modulação. Em um momento como este o método comuta para controle de laço aberto que permite continuar com frenagem efetiva sem o perigo de frear de modo insuficiente o veículo.

[073] O cálculo da desaceleração de veículo não precisa ser baseado em um sensor de velocidade de eixo de saída tal como indicado. Como uma alternativa, por exemplo, um acelerômetro pode ser fornecido que dá uma medida direta de desaceleração sem necessidade de diferenciar um sinal de velocidade tal como na modalidade preferida da invenção descrita anteriormente.

[074] A listagem ou discussão de um documento aparentemente divulgado anteriormente neste relatório descritivo não deve ser considerada necessariamente como uma confirmação de que o documento é parte do estado da técnica ou que é conhecimento geral comum.

[075] Preferências e opções para um dado aspecto, recurso ou parâmetro da invenção, a não ser que o contexto indique de outro modo, devem ser considerados como tendo sido revelados em combinação com quaisquer preferências e opções para todos os outros aspectos, recursos e parâmetros da invenção.

Claims

1. Método de controlar desaceleração de um veículo (10) incluindo um eixo de saída giratório (16) e um freio SAHR tendo um par (22, 23) de componentes de frenagem por atrito que em resposta a uma solicitação de potência de frenagem são encaixáveis mutuamente para frear o eixo de saída (16), o método CARACTERIZADO pelo fato de que inclui as etapas de gerar um sinal de desaceleração indicativo de desaceleração do veículo (10); gerar de acordo com um esquema de controle de realimentação efetivo de modo seletivo um comando de frenagem (29) com base no sinal de velocidade de eixo de saída (36), no sinal de desaceleração e na solicitação de potência de frenagem; e usar o comando de frenagem (29) para controlar o encaixe dos componentes de frenagem por atrito (22, 23), em que o método inclui usar o sinal de velocidade de eixo de saída (36) para calcular um sinal de potência de frenagem máxima (38) e modular o comando de frenagem (29) na dependência do sinal de potência de frenagem máxima (38) a fim de limitar a potência de frenagem dissipada no freio SAHR.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui detectar a velocidade de rotação do eixo de saída (16); gerar um sinal de velocidade de eixo de saída (36); e derivar do sinal de velocidade de eixo de saída (36) o sinal de desaceleração.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o sinal de potência de frenagem máxima (38) é determinado na dependência da capacidade de dissipação de calor do freio SAHR.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o sinal de potência de frenagem máxima (38) é tal como para originar um valor constante ou próximo do constante de potência de frenagem dissipada no freio SAHR.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de detectar a velocidade de rotação do eixo de saída (16) inclui o uso de um sensor de velocidade de eixo de saída (34); em que o método inclui monitorar o status do sensor de velocidade de eixo de saída (34); e em que no caso de detecção de uma falha de sensor de velocidade de saída, cancelar seleção de operação de esquema de controle de realimentação e operar o freio SAHR de acordo com um esquema de controle de laço aberto omitindo um sinal de potência de frenagem máxima.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui a etapa de fornecer o sinal de potência de frenagem máxima (38) para frente para controlar o encaixe dos componentes de frenagem por atrito (22, 23) de acordo com o esquema de controle de laço aberto sem modular o comando de frenagem.

7. Método, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui a etapa de monitorar a velocidade do veículo e, em que no caso de detecção de uma velocidade de veículo abaixo de um valor limiar, cancelar seleção de operação de esquema de controle de realimentação e operar o freio SAHR de acordo com um esquema de controle de laço aberto omitindo um sinal de potência de frenagem máxima.

8. Veículo (10), CARACTERIZADO pelo fato de que inclui um eixo de saída giratório acionado (16) e um freio SAHR incluindo um par de componentes de frenagem por atrito (22, 23) que são encaixáveis mutuamente em resposta a uma solicitação de potência de frenagem para frear o eixo de saída (16), o veículo (10) incluindo adicionalmente um sensor (34) para detectar a velocidade de rotação do eixo de saída (16) e gerar um sinal de velocidade de eixo de saída (36); e um ou mais dispositivos programáveis (28) que são programados para executar as etapas de um método conforme definido em qualquer uma das reivindicações anteriores.

9. Veículo (10), CARACTERIZADO pelo fato de que inclui um eixo de saída giratório acionado (16) e um freio SAHR incluindo um par de componentes de frenagem por atrito (22, 23) que são encaixáveis mutuamente em resposta a uma solicitação de potência de frenagem para frear o eixo de saída (16), o veículo (10) incluindo adicionalmente um sensor (34) para detectar a desaceleração do veículo (10) e gerar um sinal de desaceleração de saída; e um ou mais dispositivos programáveis (28) que são programados para executar as etapas de um método conforme definido em qualquer uma das reivindicações anteriores.

10. Veículo (10), de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que os componentes de frenagem por atrito (22, 23) são as placas de uma embreagem de eixo de saída.

11. Veículo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, CARACTERIZADO pelo fato de que a massa do veículo ou uma aproximação disto é programada no um ou mais dispositivos programáveis e é usada no cálculo do sinal de potência de frenagem máxima (38).

12. Veículo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui um sensor de massa de veículo cuja saída é usada no cálculo do sinal de potência de frenagem máxima (38).

13. Veículo (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, CARACTERIZADO pelo fato de que quando é configurado como um veículo agrícola inclui um motor diesel (14) para acionar o eixo de saída (16).