BR112020001927A2

BR112020001927A2 - freio de estacionamento elétrico

Info

Publication number: BR112020001927A2
Application number: BR112020001927-5A
Authority: BR
Inventors: Gerhard Wieder; Friedbert Röther; Frank Schwab; Falk Hecker; Michael Herges
Original assignee: Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2017-08-10
Filing date: 2018-08-07
Publication date: 2020-08-04
Also published as: US11511718B2; DE102017118263A1; DE102017118263B4; US20230083111A1; JP6926320B2; WO2019030242A1; EP3665051A1; JP2020529945A; CN111032461B; CN111032461A; EP3665051B1; US20200172073A1

Abstract

A presente invenção refere-se a um freio de estacionamento elétrico (100, 100A, 100B) para um veículo utilitário, que compreende: uma linha de alimentação (105) para ar comprimido de freio; uma linha de descarga (107) de ar comprimido de freio para um dispositivo de freio pneumático; uma primeira válvula (110) e uma segunda válvula (120), que, em cada caso, em resposta a sinais de controle elétricos, podem ser comutadas entre um estado estável e um estado ativado. Além disso, o freio de estacionamento elétrico (100, 100 A, 100B) compreende um dispositivo de válvula (130), que está inserido entre a linha de alimentação (105) e a linha de descarga (107) e apresenta uma entrada de controle (132). O dispositivo de válvula (130) está formado para, em resposta a sinais de controle na entrada de controle (132), ser comutado entre um estado estável e um estado ativado, sendo que no estado ativado, a linha de alimentação (105) está conectada com a linha de descarga (107).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “FREIO DE ESTACIONAMENTO ELÉTRICO”.

[0001] A presente invenção refere-se a um freio de estacionamento elétrico para um veículo utilitário e a um processo para manobrar um freio de estacionamento elétrico, que está previsto, par, para um veículo de tração, com um trailer (reboque) opcional.

[0002] Freios de estacionamento precisam satisfazer diversas exi- gências de segurança. Assim, é necessário que eles possam ser ope- rados de modo estável em pelo menos dois estados. Em um primeiro estado, deve ser possível um movimento do veículo, sem que seja dis- parada uma ativação espontânea do freio de estacionamento - pelo me- nos não, enquanto existir uma pressão pneumática suficiente. No se- gundo estado, deve ser mantida uma posição de estacionamento está- vel, mais precisamente, mesmo quando o veículo não está em opera- ção.

[0003] Controles de freio de estacionamento convencionais para ve- ículos de tração e reboque baseiam-se, frequentemente, em uma insta- lação de tubos pneumáticos complexa na cabine do veículo utilitário. Esse sistema convencional está mostrado, por exemplo, na figura 5 e compreende uma primeira válvula 510, uma segunda válvula 520, uma válvula alternada 550 e uma válvula de derivação 560, que são abaste- cidas com ar comprimido através de uma primeira ligação de pressão de reserva 501 e uma segunda ligação de pressão de reserva 502. As duas válvulas pneumáticas 510, 520 estão inseridas no painel de instru- mentos do veículo de tração. O ar comprimido de freio é guiado, na ati- vação, a um dispositivo de freio de estacionamento (por exemplo, um mecanismo de mola no veículo de tração e/ou no trailer), mais precisa- mente, através de uma ligação de freio de estacionamento de veículo 597b (para o veículo de tração) e/ou a uma ligação de freio de estacio- namento de reboque 507a (para o trailer). A primeira ligação e pressão de reserva 501 e a segunda ligação d e pressão de reserva 502 estão conectadas com uma válvula alternada 550 (uma chamada Double - Check-Valve ou Select-High-Valve), que, em cada caso, põe à disposi- ção uma pressão maior das duas ligações de pressão de reserva 501, 502 a uma linha de alimentação 505 para a primeira e a segunda válvula 510, 520.

[0004] A primeira válvula 510 e a segunda válvula 520 podem ser manobradas manualmente por um operador, em cada caso, indepen- dentemente uma da outra, A primeira válvula 510, no estado extraído, separa a conexão de fluido entre a linha de alimentação 505 e a ligação de freio de estacionamento do reboque 507a. Da mesma maneira, a segunda válvula 520, no estado mostrado, separa a conexão pneumá- tica entre a linha de alimentação 505 e a ligação de freio de estaciona- mento do veículo 507b. A posição mostrada da primeira válvula 510 e da segunda válvula 520 representa, portanto, a posição de estaciona- mento estável. Nesse caso, os mecanismos de mola dos freios pneu- máticos estão evacuados de ar por meio de uma conexão pneumática existente com uma ligação de evacuação de ar 590 e a ação de frena- gem é causada por molas nos mecanismos de mola. No caso d e pres- são de reserva baixa demais, as duas válvulas 510, 5020 saltam espon- taneamente para fora e evacuam o ar dos mecanismos de mola, de modo que é assumida a posição de estacionamento estável.

[0005] Caso o veículo de tração tiver de ser movido junto com o trailer, a primeira válvula 510 e a segunda válvula 520 são comprimidas manualmente para dentro pelo operador. Correspondentemente, a pri- meira válvula 510 abre a conexão pneumática entre a ligação de freio de estacionamento do reboque 507 a e a linha de alimentação 505 e a segunda válvula 520 abre a conexão pneumática entre a linha de ali- mentação 505 e a ligação de freio de estacionamento do veículo 507b.

[0006] A válvula de derivação 560 tem a seguinte função. Caso o operador queira assumir novamente a posição de estacionamento, a partir da posição de marcha estável, quando as duas válvulas 510, 520 se encontram no estado comprimido para dentro, e só puxar a segunda válvula 520 da posição de marcha, e mantiver a primeira válvula manu- almente na posição inferior, a válvula de derivação 560 forma uma deri- vação pneumática para a ligação de evacuação de ar 590, para, apesar disso, obter uma descompressão no sistema. Como consequência, em todo ocaso ocorre uma evacuação de ar da ligação de freio de estacio- namento do reboque 507a, de modo que também o trailer assume o estado de estacionamento estável.

[0007] O sistema de freio de estacionamento mostrado requer, no entanto, uma instalação de tubos pneumática na cabine do veículo, que é complexa. Portanto, existe uma necessidade de substituir esse con- trole de freio de estacionamento por soluções eletrônicas mais baratas e seguras, que não necessitem de mais espaço no painel de instrumen- tos do veículo de tração e, apesar disso, possibilitem uma função de freio de estacionamento automática.

[0008] Um exemplo de um sistema de freio de estacionamento ele- trônico, convencional, está mostrado nas figuras 6 A, 6B, sendo que a figura 6 A representa a posição de estacionamento estável e a figura 6 B, a posição de marcha estável.

[0009] O freio de estacionamento elétrico compreende, por sua vez, uma primeira válvula 610, uma segunda válvula 620 e um dispositivo de válvula 630, que está formada entre uma linha de alimentação 105 e uma linha de descarga107. A linha de alimentação 105 põe novamente à disposição o ar comprimido de freio e a linha de descarga 107 (saída) está acoplada no mecanismo de mola 660. Na posição de estaciona- mento estável (veja afigura 6 A), o mecanismo de mola 660 causa pela mola uma força de frenagem, que é exercida através do elemento de acoplamento 670. Na posição de marcha (veja a figura 6B), o freio de estacionamento é desacoplado pelo ar comprimido de frenagem, que move um pistão 662 contra a força de mola.

[0010] A primeira válvula 610 e a segunda válvula 620 são, nesse exemplo, válvulas a solenoide controláveis eletricamente, que podem ser controladas magneticamente entre duas posições. O dispositivo de válvula 630 compreende uma primeira entrada 631, uma segunda en- trada 632, uma terceira entrada 633, uma saída 107 e uma evacuação de ar 590. Entre a primeira entrada 631 e a linha de alimentação 105 é manobrada a primeira válvula 610, que abastece o ar comprimido ou evacua o ar da linha de alimentação 105. Entre a segunda entrada 632 e a linhadealimentaçáo105 é manobrada a segunda válvula 620, que abastece ou evacua a segunda entrada 632 com ar comprimido da linha de alimentação 105. No estado sem corrente as duas válvulas 610, 620 estão na posição evacuada de ar. A terceira entrada 633 está conectada diretamente com a linha de alimentação 105.

[0011] O dispositivo de válvula 630 compreende uma mola 636, que protende um pistão 635 no dispositivo de válvula 630, de modo que o pistão 635 fecha pneumaticamente, através de um elemento de fecho 639, a terceira entrada 633. Essa é a posição de estacionamento está- vel, na qual, além disso, a primeira e segunda válvula 510, 620 evacuam o ar da primeira e segunda entrada 631, 632.

[0012] O dispositivo de válvula 630 pode ser levado através da se- gunda entrada 632 à posição de marcha estável, pelo fato de que a se- gunda válvula 620 deixa entrar ar comprimido através da linha de ali- mentação 105 a uma câmara abaixo do pistão 635. Como consequên- cia, é exercida sobre o pistão 635, em um lado inferior, uma pressão pneumática adicional, que é suficiente para mover o pistão 635 para cima, contra a força de mola da mola 636. O pistão 635 pode mover-se para cima, até o ponto em que o elemento de fecho 639 fecha uma abertura superior com uma superfície de seção transversal A1. Esse estado está mostrado na figura 6B. Esse estado é igualmente estável, uma vez que a força, com a qual o pistão 635 é comprimido para cima é igual ao produto da área A1 e da pressão P do ar comprimido posto à disposição, e a área A1é selecionada de tamanho maior do que a área A2, que representa a área de seção transversal no esbarro de pistão 635 inferior. Portanto, o pistão 635 é retido na posição superior com uma força maior. Para que essa posição também ainda seja estável, quando a segunda válvula 620 é evacuada de ar, a força de mola F da mola 636 é selecionada de modo que: F < (A1 – A2) * P, sendo que (A1-A2)*P é a força com a qual o pistão 635 é comprimido contra a mola 636. Portanto, a tensão de mola da mola 636 não conse- gue comprimir o elemento de fecho 639 para baixo, contra a força de pressão.

[0013] Quando o pistão 635 se encontra na posição superior, tal como está mostrado na figura 6B, simultaneamente, a saída 107 é co- nectada com a terceira entrada 633, o que leva ao fato de que o ar com- primido pneumático também está presente no cilindro do mecanismo de mola e ali move o pistão 662cotnra a tensão de mola do mecanismo de mola 660. Com isso, o freio é desacoplado e o veículo pode ser movido. Como o pistão permanece estável na posição superior o veículo pode ser movido mesmo quando a primeira e segunda válvula 610, 620 são evacuados de ar (por exemplo, manobrados sem corrente).

[0014] Desvantagens da variante eletrônica mostrada do freio de estacionamento são sua complexidade (o dispositivo de válvula 630 pre- cisa, no total, de cinco ligações) é o fato de que a posição estável de- pende da força e de mola. Quando a força de mola se modifica através de processos de envelhecimento, isso pode levar ao fato de que o dis- positivo de válvula 630 não pode mais ser mantida de modo estável nas posições individuais.

[0015] Portanto, existe uma necessidade de soluções alternativas, que, por um lado, não necessitam de uma instalação de tubos pneumá- ticos nas cabines do veículo de tração e, por outro lado, podem ser re- alizadas com elementos estruturais pneumáticos simples.

[0016] Pelo menos uma parte dos problemas citados acima é solu- cionada por um freio de estacionamento elétrico de acordo com a rei- vindicação 1, um veículo utilitário de acordo com a reivindicação 9 e um processo para operar um freio de estacionamento elétrico de acordo com a reivindicação 11. As reivindicações dependentes definem outras modalidades vantajosas.

[0017] A presente invenção refere-se a um freio de estacionamento para um veículo utilitário, que compreende o seguinte: uma linha de ali- mentação para ar comprimido de freio, uma linha de descarga de ar comprimido de freio para um dispositivo de freio, uma primeira válvula e uma segunda válvula, que, em cada caso, podem ser comutadas a si- nais de controle elétricos, entre um estado estável e um estado ativado. Além disso, o freio de estacionamento elétrico compreende um disposi- tivo de válvula, que está disposto entre a linha de alimentação e a linha de descarga e apresenta uma entrada de controle. O dispositivo de vál- vula está formado para, em resposta a sinais de controle na entrada de controle, comutar entre um estado estável e um estado ativado, sendo que no estado ativado a linha de alimentação está conectada com a linha de descarga. A primeira válvula conecta no estado estável a en- trada de controle do dispositivo de válvula com a linha de descarga, para manter um estado atual do dispositivo de válvula, quando o ar compri- mido de freio está presente na linha de descarga. No estado ativado, a primeira válvula conecta a entrada de controle do dispositivo de válvula com a segunda válvula. A primeira válvula estabelece, portanto, um rea- coplamento, que forma um estado estável pelo tempo em que existe pres- são suficiente (para manter o dispositivo de válvula no estado ativado).

[0018] No contexto da presente invenção, sinais podem ser tanto sinais elétricos como sinais pneumáticos. Além disso, conexões devem representar, em geral, conexões pneumáticas, de modo que um com- ponente, que está disposto entre outros componentes ou está conec- tado com eles, deve ser entendido de tal modo que a comutação/cone- xão refere-se, particularmente, a um fluxo pneumático.

[0019] Opcionalmente, em um estado estável, a segunda válvula conecta a linha de alimentação com a primeira válvula, para ativar (atra- vés da primeira válvula) e no estado ativado, evacua o ar da conexão para a primeira válvula e para a ligação de controle do dispositivo de válvula, quando a primeira válvula está no estado ativado. A segunda válvula, porém, também pode conectar no estado ativado, a linha de alimentação com a primeira válvula, para ativar o dispositivo de válvula, e no estado estável, evacua o ar da conexão para a primeira válvula e para a ligação de controle do dispositivo de válvula, quando a primeira válvula está no estado ativado. Nos dois casos, trata-se de um “meca- nismo de inversão”, pelo qual o estado do dispositivo de válvula pode ser mudado.

[0020] Opcionalmente, a primeira válvula e/ou a segunda válvula são válvulas magnéticas de 3/2 vias, que em um estado sem corrente assumem automaticamente o estado estável.

[0021] O dispositivo de válvula pode ser uma válvula booster com pelo menos um pistão protendido por mola e uma abertura de evacua- ção de ar. Opcionalmente, o dispositivo de válvula está formado para no estado estável evacuar de ar a linha de descarga, sendo que a abertura de evacuação de ar aponta em uma direção de movimento do pistão ou pode estar inserida lateralmente do mesmo. Por exemplo, o dispositivo de válvula pode compreender o seguinte: uma carcaça, com pelo menos duas câmeras, uma primeira abertura, uma segunda abertura e uma ter- ceira abertura. O dispositivo de válvula, além disso, pode compreender o seguinte: um primeiro pistão na primeira câmera, que está protendido por um primeiro elemento de mola contra uma pressão na segunda abertura, e um segundo pistão na segunda câmera, que está protendido por um segundo elemento de mola, para interromper uma conexão entre a primeira abertura e a terceira abertura em um estado sem pressão, O primeiro pistão, no caso de uma alimentação de ar comprimido, contata através da segunda abertura o segundo pistão, de modo que os dois pistões deslocam-se em conjunto, contra a tensão de mola da primeira mola e a tensão de mola da segunda mola, e é estabelecida a conexão entre a primeira abertura e a terceira abertura.

[0022] Opcionalmente, o freio de estacionamento compreende uma válvula de vaivém, com uma primeira ligação para uma primeira alimen- tação de ar comprimido e uma segunda ligação para uma segunda ali- mentação de ar comprimido. A válvula de vaivém está formada para, na dependência do fato de onde existe uma pressão de freio mais alta, co- nectar a primeira alimentação de ar comprimido ou a segunda alimen- tação de ar comprimido com a linha de alimentação.

[0023] A presente invenção também se refere a um sistema de freio de estacionamento elétrico para uma máquina de tração (veículo utilitá- rio), com um dispositivo de freio de estacionamento, particularmente, um mecanismo de mola, e uma ligação de freio de estacionamento de reboque. O sistema de freio de estacionamento compreende um pri- meiro e um segundo freio de estacionamento elétrico, tal como foram descritos previamente. O primeiro freio de estacionamento elétrico está formado entre a alimentação de ar comprimido e uma primeira saída, que se acopla no dispositivo de freio da máquina de tração. O segundo freio de estacionamento elétrico está formado entre a alimentação de ar comprimido e uma segunda saída, que se acopla na ligação de freio de estacionamento de reboque.

[0024] A presente invenção refere-se a um veículo utilitário com o sistema de freio de estacionamento e um dispositivo de freio, que apre- senta pelo menos um cilindro de mecanismo de mola, que no estado sem pressão ativa um freio de estacionamento através de uma força de protensão de mola e pelo ar comprimido de freio na saída desacopla o freio de estacionamento.

[0025] Opcionalmente, o veículo utilitário pode apresentar um dis- positivo de controle, que controla eletricamente a primeira válvula e/ou a segunda válvula, para: - na constatação de um desejo de arranque, ativar o dispositivo de vál- vula por uma ativação de pelo menos a primeira válvula e assegurar que a segunda válvula conduza ar comprimido da linha de alimentação; - na constatação de um desejo de estacionar, levar o dispositivo de vál- vula ao estado estável por uma ativação da pelo menos a primeira vál- vula para o estado estável, e assegurar que a segunda válvula evacue o ar da conexão com a primeira válvula.

[0026] A presente invenção também se refere a um processo para manobrar o freio de estacionamento elétrico. O processo compreende - a uma constatação de um desejo de arranque, ativação do dispositivo de válvula por uma ativação de pelo menos uma primeira válvula; - a uma constatação de um desejo de estacionamento, comutação do dispositivo de válvula para o estado estável por uma evacuação de ar da entrada de controle por uma ativação de pelo menos a primeira vál- vula.

[0027] Opcionalmente, o desejo de estacionar é ativado por pelo menos uma das seguintes condições: - uma entrada do operador; - recepção de um sinal correspondente de uma unidade de controle na operação de marcha autônoma; - constatação de uma parada do veículo, na existência de pelo menos uma condição adicional, que compreende, particularmente, uma extinção da ignição ou uma manobra contínua do freio de estacionamento ou uma outra condição.

[0028] Opcionalmente, o desejo de arranque é ativado por pelo me- nos uma das seguintes condições: - entrada do operador, - manobra de um pedal de aceleração, com o motor em funcionamento, - recepção de um sinal correspondente de uma unidade de controle, no caso de uma manobra de marcha autônoma, - manobra do freio de serviço.

[0029] Opcionalmente, o freio de estacionamento elétrico do sis- tema de freio de estacionamento e a manobra do primeiro freio de esta- cionamento elétrico e/ou do segundo freio de estacionamento elétrico pode dar-se individualmente, ou conjuntamente ou sucessivamente.

[0030] Esse processo ou pelo menos partes do mesmo também pode/podem ser executado ou armazenado em forma de software ou sobre um produto de programa de computador, sendo que instruções armazenadas estão em condições de executar os passos de acordo com o processo, quando o processo é executado sobre um processador (por exemplo, uma unidade de controle do veículo). Portanto, a presente invenção também se refere a um produto de programa de computador, com software-code (instruções de software) armazenado no mesmo, que está formado para executar um dos processos descritos previa- mente, quando o software-code é realizado por uma unidade de proces- samento. A unidade de processamento pode ser qualquer forma de computador ou unidade de controle, que apresenta um microprocessa- dor correspondente, que pode executar um software-code.

[0031] Os exemplos de modalidade da presente invenção são mais bem entendidos da seguinte descrição detalhada e dos desenhos anexos dos di- versos exemplos de modalidade, mas que não devem ser entendidos de tal modo que eles limitam a invenção às modalidades específicas,

mas servem, apenas, para esclarecimento e entendimento. Figura 1 mostra um freio de estacionamento elétrico de acordo com um exemplo de modalidade da presente invenção. Figura 2 mostra um sistema de freio de estacionamento elétrico de acordo com outros exemplos de modalidade. Figuras 3A, B ilustram outros detalhes do sistema de freio de estaciona- mento elétrico de acordo com outros exemplos de modalidade. Figura 4 mostra um fluxograma de um processo para controlar um freio de estacionamento elétrico de acordo com um exemplo de modalidade. Figura 5 mostra um controle de freio de estacionamento convencional através de válvulas pneumáticas. Figuras 6A, B mostram um freio de estacionamento elétrico convencio- nal.

[0032] A figura1 mostra um exemplo de modalidade de um freio de estacionamento elétrico para um veículo utilitário. O freio de estaciona- mento elétrico 100compreende uma primeira válvula 110, uma segunda válvula 120 e um dispositivo de válvula 130 (por exemplo, uma válvula booster), que estão inseridas pneumaticamente entre uma linha de ali- mentação 105 para ar comprimido de freio e uma linha de descarga 107 para o ar comprimido de freio para um dispositivo de freio pneumático. A primeira válvula 110e a segunda válvula 120 são nesse exemplo de modalidade válvulas de 3/2 vias, que podem ser comutadas entre um estado estável e um estado ativado, em resposta a sinais de controle elétricos.

[0033] O dispositivo de válvula 130 compreende uma primeira en- trada131, que está conectada com a linha de alimentação 105, uma se- gunda entrada 132 e uma terceira entrada 133, que está conectado com a linha de descarga 107. Entende-se que na dependência das direções de corrente pneumáticas, as entradas também podem ser saídas. A se- gunda entrada 12 é uma entrada de controle, para, em resposta a sinais de controle (pneumáticos) comutar entre um estado estável e um estado ativado. A entrada de controle 132 também pode representar uma en- trada para uma linha pneumática, para, através de ar comprimido, mo- ver um ou mais pistões entre duas posições ou estados.

[0034] Além disso, o dispositivo de válvula 130 mostrado compre- ende uma ligação de evacuação de ar 190 e um dispositivo de proten- são 136, que podem por exemplo, compreender uma mola. No estado estável, a terceira entrada 133 está conectada com a ligação de evacu- ação de ar 190, de modo que a linha de descarga 107 é automatica- mente evacuada de ar (por exemplo, na descompressão) e permanece evacuada de ar pelo tempo em que não existe um sinal de controle pneumático na entrada de controle 132. Na posição ativada, a primeira entrada 131 está conectada com a terceira entrada 133 e, portanto, a linha de alimentação 105 com a linha de descarga 107.

[0035] As válvulas de 3/2 vias 110, 120 também compreendem três ligações pneumáticas e, adicionalmente, em cada caso, uma ligação de controle 112, 122 elétrica. As ligações de controle são formadas para comutar a primeira válvula de 3/2 vias 110 e/ou a segunda válvula de 3/2 vias 120 entre o estado estável e o estado ativado. Por exemplo, as duas válvulas de 3/2 vias 110, 120 podem ser válvulas magnéticas (vál- vulas solenoide), sendo que um eletroímã causa as operações de co- mutação.

[0036] A primeira válvula de 3/2 vias 110 conecta no estado estável, por exemplo, a linha de descarga107 com a entrada de controle 132 do dispositivo de válvula 130, para, no caso de ar comprimido de freio su- ficiente, manter um estado atual do dispositivo de válvula 130. A pri- meira válvula de 3/2 vias conecta, no estado ativado, a entrada de con- trole 32 com a segunda válvula de 3/2 vias 120.

[0037] A segunda válvula de 3/2 vias 120 conecta no estado está- vel, por exemplo, a linha de alimentação 105 com a primeira válvula de

3/2 vias 110, para, a uma primeira válvula de 3/2 vias110 ativada, ativar o dispositivo de válvula. A segunda válvula de 3/2vias 120 interrompe no estado ativado uma alimentação de ar comprimido à primeira válvula 110 e evacua de ar a conexão com a primeira válvula 110. Quando a primeira válvula 110 também está ativada, o dispositivo de válvula 130 é, portanto, levado ao estado estável e a linha de descarga 107 é eva- cuada de ar.

[0038] Em outros exemplos de modalidade (não mostrados), os es- tados da segunda válvula 120 (e, de maneira similar, também da pri- meira válvula 110), podem ser selecionados de modo exatamente in- verso. Portanto, a segunda válvula 120 no estado estável também pode evacuar de ar a conexão com a primeira válvula 110 e no estado ativado, conectar a linha de alimentação 105 com a primeira válvula 110.

[0039] A figura 2 mostra um sistema de freio de estacionamento elé- trico para um veículo utilitário (por exemplo, um veículo de tração), com uma ligação de freio de estacionamento de trailer 240, um mecanismo de mola 140 e uma válvula de vaivém 150, que está conectada com uma primeira ligação de pressão 101 e uma segunda ligação de pressão

102. A válvula de vaivém 150 está formada para reconduzir a pressão, em cada caso, mais alta, da primeira ligação de pressão 101 e da se- gunda ligação de pressão 102 a uma linha de alimentação 105. A liga- ção de freio de estacionamento de trailer 20 e o mecanismo de mola 140 estão conectados, em cada caso, com uma linha de descarga 107a, 107b, para ser abastecidos com ar comprimido (no estado de marcha) ou evacuados de ar (no estado de estacionamento).

[0040] Entre a linha de alimentação 105 e as linhas de descarga 107a, 107b estão formadas de modo correspondente dois freios de es- tacionamento elétricos 100 A, 100B.Um primeiro freio de estaciona- mento 100 A manobra o mecanismo de mola 140 da máquina de tração e compreende um primeiro dispositivo de válvula 130a, que é controlado por meio de duas válvulas de 3/2 vias 110a, 120a, para abastecer o mecanismo de mola 140 com ar comprimido e evacuar o ar do mesmo. Um segundo freio de estacionamento elétrico 100B manobra através da ligação de freio de estacionamento de trailer 240 um freio de estaciona- mento de trailer e compreende um segundo dispositivo de válvula 130b, que também é controlado por meio de duas válvulas de 3/2 vias 110b, 120b, para abastecer a ligação d e freio de estacionamento de trailer 240 ou evacuar o ar da mesma.

[0041] Os dois freios de estacionamento 100A, 100B podem estar formados da mesma maneira e funcionar da mesma maneira como o freio de estacionamento elétrico da figura 1. Uma nova descrição, por- tanto, não é necessária.

[0042] As figuras 3 A, B mostram outros exemplos de modalidade para o sistema de freio de estacionamento elétrico 100 da figura 2, sendo que outros detalhes do primeiro e segundo dispositivo de válvula 130a, 130b estão representados. O primeiro e segundo dispositivo de válvula 130a, 130b podem estar formados de modo igual e compreen- dem, em cada caso, uma primeira entrada 131, uma segunda entrada 132, uma terceira entrada 133 e uma saída de evacuação de ar 190. Os dispositivos de válvula 130a, 130b compreendem, além disso, em cada caso, um primeiro pistão 135 e um segundo pistão 134, que estão pro- tendidos de modo correspondente por uma primeira mola 136 e uma segunda mola 137. Os dispositivos de válvula 130a, 130b estão repre- sentados em uma representação em corte, sendo que os elementos mostrados podem, por exemplo, estar formados de modo rotacional- mente simétrico.

[0043] De acordo com uma modalidade (veja figura 3 A), a saída de evacuação de ar 190 está formada abaixo do segundo pistão 134 e re- presenta, portanto, uma abertura em uma das direções de movimento dos pistões. Em uma outra modalidade (veja a figura 3B), a saída de evacuação de ar 190 está formada em uma parede lateral (lateralmente ao lado do pistão 134, 135), para abrir para fora uma câmera abaixo do primeiro pistão 135.

[0044] Quando a segunda entrada 132 estiver evacuada de ar, o primeiro pistão 135 afasta-se do segundo pistão 134 e a abertura de evacuação de ar 190 é conectada com a terceira entrada 133. Para esse fim, estão formados canais no pistão 134, 135, de modo que o ar com- primido da terceira entrada 133 ou é desviado para a abertura de eva- cuação de ar 190 no lado inferior (veja figura 3 A) ou para a abertura de evacuação de ar 190 na parede lateral (veja figura 3B).

[0045] Quando existe ar comprimido na segunda entrada 132, o pri- meiro pistão 135 é comprimido para baixo contra a tensão da mola, até que o primeiro pistão 135 chegue ao contato com o segundo pistão 134 e, depois, comprime o mesmo para baixo contra a tensão de mola da segunda mola 137. Como nesse estado o primeiro pistão 135 e o se- gundo pistão 134 estão conectados um ao outro, a abertura de evacua- ção de ar 190 está fechada e não está mais em contato com a terceira entrada 133. Em vez disso a primeira entrada 131 está conectada com a terceira entrada 133, uma vez que o segundo pistão 134, ao ser com- primido para baixo, abre a primeira entrada 131.

[0046] A figura 4 mostra um fluxograma para um processo para ma- nobra do freio de estacionamento elétrico descrito. O processo compre- ende: - a uma constatação de um desejo de arranque, ativação 110 do dispo- sitivo de válvula 130, por uma ativação de pelo menos uma primeira válvula 110; - a uma constatação de um desejo de estacionamento, comutação S120 do dispositivo de válvula 130 para o estado estável por uma evacuação de ar da entrada de controle 132 do dispositivo de válvula 130 por uma ativação de pelo menos a primeira válvula.

[0047] Entende-se que todas as funções descritas do freio de esta- cionamento elétrico 100 ou do sistema de freio de estacionamento po- dem ser realizadas como outros passos opcionais.

[0048] Esse processo também pode ser executado por computador, isto é, pode ser concretizado por instruções, que estão armazenadas em um meio de memória e estão em condições de realizar os passos do processo, quando elas estão carregadas em um processador. As ins- truções compreendem, tipicamente, uma ou mais instruções, que po- dem estar armazenadas de maneira diferente em meios diferentes den- tro de ou perifericamente a uma unidade de controle (com um proces- sador) em um processador, que, quando são lidas e executadas pela unidade de controle, induz a unidade de controle a executar funções, funcionalidades e operações, que são necessárias para a realização de um processo de acordo com a presente invenção.

[0049] O software pode estar formado, por exemplo, para ligar o freio de estacionamento do veículo de tração e do reboque individual- mente ou em conjunto, e abre o mesmo de acordo com o desejo do operador. Além disso, o software, na parada, sob determinadas condi- ções adicionais, acoplam automaticamente o freio de estacionamento do veículo de tração e/ou do reboque. Do mesmo modo, o software, sob determinadas condições, pode abrir automaticamente o freio de estaci- onamento do veículo de tração e/ou do reboque, por exemplo, tiver sido detectado um desejo de arranque do operador.

[0050] Aspectos vantajosos do sistema de freio de estacionamento elétrico também podem ser resumidos tal como se segue:

[0051] O primeiro e segundo dispositivo de válvula 130a, 130b são, por exemplo, em cada caso, uma válvula booster de assento duplo para o freio de estacionamento do veículo de tração ou para o freio de esta- cionamento do reboque, sendo que cada válvula booster 130a, 130b pode ser controlada com uma primeira válvula magnéticade3/2 vias

110a, 110b. Essa primeira válvula de3/2 vias 110a, 110b pode ser co- mutada entre duas posições de comutação, um “mecanismo de reali- mentação” (para o estado estável) e um ”mecanismo de inversão” (para o estado ativo). No “mecanismo de realimentação”, a saída 133 da vál- vula booster 130a, 130b é conectada com sua entrada de controle 132a, 13b, para manter estável seu estado de comutação. Na posição de co- mutação “mecanismo de inversão”, a entrada de controle 132a, 130b da válvula booster 130a, 130b é conectada com uma segunda válvula mag- nética de 3/2 vias 120a, 120b.

[0052] A segunda válvula magnética de 3/2 vias 120a, 120b pode agora conectar a entrada de controle 132a, 132b da respectiva válvula booster 130a, 130b com atmosfera (evacuação de ar), em uma primeira posição de comutação, para comutar a válvula booster 130a, 130b em posição de evacuação de ar, ou em uma segunda posição de comuta- ção, conectar com uma pressão de reserva (da linha de alimentação 105), para comutar o booster 130a, 130b para a posição de evacuação de ar.

[0053] A primeira válvula magnética de 3/2 vias 110a, 110b encon- tra-se no estado sem corrente (estado estável), na posição de “meca- nismo de realimentação”. Depois da inversão da válvula booster 130 a, 130b, primeiramente a primeira válvula magnética de 3/2 vias 110 a, 110b é novamente ligado sem corrente, de modo que ele varia automa- ticamente para a posição de comutação “mecanismo de realimentação”. Depois, a posição de comutação da segunda válvula magnética de 3/2 vias 120a, 120b não tem mais influência.

[0054] As duas válvulas booster 130 a, 130b e suas válvulas mag- néticas de 3/2 vias 110a,110b podem ser abastecidas pneumatica- mente, por exemplo, como em sistemas de freios de estacionamento convencionais, por uma válvula de vaivém 150 dos dois circuitos de re- serva 101, 102.

[0055] O respectivo pistão booster 135a, 135b é impelido com uma mola 136a, 136b na direção de “evacuação de ar”. Desse modo, a vál- vula booster 130a, 130b só pode estar na posição de evacuação de ar quando: pressão de reserva x superfície de pistão do pistão booster > força de mola.

[0056] Quando a pressão de reserva dos dois circuitos de freio 101,102 cai para abaixo dessa pressão, depois da superação da fricção (no pistão 135) o booster 130a, 130b correspondente vai automatica- mente para a posição de evacuação de ar. Com isso, fica assegurado que um veículo que não tem mais pressão de freio suficiente para o freio de serviço, para automaticamente com o freio de estacionamento.

[0057] A válvula booster 130 a, 130b, além disso, pode estar pre- sente em duas variantes: com uma evacuação de ar central (veja a fi- gura 3A) ou uma evacuação de ar lateral (veja afigura3B). A segunda válvula magnética de 3/2 vias pode ser comutada sem corrente para alimentação de ar. Alternativamente, também é possível que a segunda válvula magnética de 3/2 vias 120 seja comutada sem corrente para evacuação de ar.

[0058] Com esse sistema de freio de estacionamento e um controle eletrônico correspondente em um aparelho de controle eletrônico (ECO) (para controle das válvulas magnéticas de 3/2 vias 110, 120), bem como dois tasters elétricos como interface de homem-máquina (HMI), podem ser realizadas, sob controle de software, todas as funções, tais como são conhecidas de sistemas de freio de estacionamento convencionais, bem como diversas funções automáticas adicionais.

[0059] As características da invenção descritas na descrição, nas reivindicações e nas figuras, podem ser essenciais, tanto individual- mente como também em qualquer combinação para a concretização da invenção.

Lista de sinais de referência 100A, 100B unidades de freio de estacionamento elétricas 101,102, 501, 502 alimentação de ar comprimido 105 linha de alimentação 107 linha de descarga 110, 120, 610, 620 primeira e segunda válvula de 3/2 vias 111,113,114 ligações da primeira válvula de 3/2 vias 121,123,124 ligações da segunda válvula de 3/2 vias 112, 122 ligações de controle elétricas 116, 136 dispositivo de protensão 130, 630 dispositivo de válvula 131,133,631,632,... entradas 132 entrada de controle 134, 135 pistão do dispositivo de válvula 137, 636 mola 140, 660 mecanismo de mola 150, 550 válvula de vaivém 190, 590 evacuação de ar 240 ligação de freio para trailer 505 linha de alimentação 507a,b ligações de freio de estacionamento 510,520 válvulas manuais 560 unidade de derivação 639 elemento de pistão 662 pistão de mecanismo de mola 670 componente de freio A1, A2 áreas operacionais de pressão efetivas

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Freio de estacionamento elétrico (100, 100A, 100B) para um veículo utilitário, caracterizado por: - uma linha de alimentação (105) para ar comprimido de freio; - uma linha de descarga (107) de ar comprimido de freio para um dispositivo de freio pneumático; - uma primeira válvula (110) e uma segunda válvula (120), que, em cada caso, em resposta a sinais de controle elétricos, podem ser comutadas entre um estado estável e um estado ativado; e - um dispositivo de válvula (130), que está conectado entre a linha de alimentação (105) e a linha de descarga (107) e apresenta uma entrada de controle (132), sendo que o dispositivo de válvula (130) está formado para, em resposta a sinais de controle na entrada de con- trole (132), ser comutado entre um estado estável e um estado ativado, sendo que no estado ativado, a linha de alimentação (105) está conec- tada com a linha de descarga (107), sendo que a primeira válvula (110), no estado estável ou no estado ativado, conecta a entrada de controle (132) do dispositivo de válvula (130) com a linha de descarga (107), para manter um estado atual do dispositivo de válvula (130), quando o ar comprimido de freio está presente na linha de descarga (107), e no estado ativado ou no estado estável, conecta a entrada de controle (132) com a segunda vál- vula (120).

2. Freio de estacionamento (100, 100A, 100B) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a segunda válvula (120), no estado estável, conecta a linha de alimentação (105) com a primeira válvula (110), para ativar o dispositivo de válvula (130), e, no estado ativado, evacua o ar da conexão com a primeira válvula (110), e, quando a primeira válvula (110) está no estado ativado, evacua o ar da conexão com a ligação de controle (132) do dispositivo de válvula

(130).

3. Freio de estacionamento (100, 100A, 100B) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a segunda válvula (120), no estado ativado, conecta a linha de alimentação (105) com a primeira válvula 110, para ativar o dispositivo de válvula (130), e no es- tado estável, evacua o ar da conexão com a primeira válvula (110), e, quando a primeira válvula (110) está no estado ativado, evacua o ar da conexão com a ligação de controle (132) do dispositivo de válvula (130).

4. Freio de estacionamento (100, 100A, 100B) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a primeira válvula (110) e a segunda válvula (120) são vál- vulas magnéticas de 3/2 vias, que em estado sem corrente, assumem o estado estável.

5. Freio de estacionamento (100, 100A, 100B) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, sendo que o dispo- sitivo de válvula (130) é uma válvula booster, com pelo menos um pistão (135,134) protendido por mola e uma abertura de evacuação de ar (190), caracterizado pelo fato de que o dispositivo de válvula (130) está formado para, no estado estável, evacuar o ar da linha de descarga (107) e a abertura de evacuação de ar (190) aponta em uma direção de movimento do pistão (134, 135) ou está disposta lateralmente ao mesmo.

6. Freio de estacionamento (100, 100A, 100B) de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de válvula (130) apresenta o seguinte: - uma carcaça, com pelo menos duas câmeras; - uma primeira abertura (131), uma segunda abertura (132) e uma terceira abertura (133); - um primeiro pistão (135) na primeira câmera, que está pro- tendido por um primeiro elemento de mola (136) contra uma pressão na segunda abertura (132); e - um segundo pistão (134) na segunda câmera, que está pro- tendido por um segundo elemento de mola (137), para interromper uma conexão entre a primeira abertura (131) e a terceira abertura (133), em um estado sem pressão, sendo que o primeiro pistão (135), no caso de uma alimentação de ar comprimido, contata através da segunda aber- tura (132) o segundo pistão (134), e dois pistões (135, 134) deslocam- se em conjunto, contra a tensão de mola da primeira mola (136) e a tensão de mola da segunda mola (137), de modo que a conexão entre a primeira abertura (131) e a terceira abertura (133) está aberta, en- quanto no estado sem pressão o primeiro pistão (135) se afasta do se- gundo pistão (134) e assim conectando a terceira abertura (133) com a abertura de evacuação de ar (190).

7. Freio de estacionamento (100, 100A, 100B) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por uma válvula de vaivém (150), com uma primeira ligação para uma pri- meira alimentação de ar comprimido (101) e uma segunda ligação para uma segunda alimentação de ar comprimido (102), sendo que a válvula de vaivém (150) está formada para, na dependência do fato de onde existe uma pressão de freio mais alta, conectar a primeira alimentação de ar comprimido (101) ou a segunda alimentação de ar comprimido (102) com a linha de alimentação (105).

8. Freio de estacionamento elétrico para um veículo utilitário, com um dispositivo de freio de estacionamento (140), particularmente, um mecanismo de mola, e uma ligação de freio de estacionamento de trailer (240), caracterizado por - um primeiro freio de estacionamento elétrico (100 A), como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, sendo que o pri- meiro freio de estacionamento elétrico (100 A) está formado entre a ali- mentação de ar comprimido (105) e uma primeira saída (107 a), que se acopla no dispositivo de freio de estacionamento (140); e - um segundo freio de estacionamento elétrico (100B), como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, sendo que o se- gundo freio de estacionamento (100B) está formado entre a alimentação de ar comprimido (105) e uma segunda saída (107b), que se acopla na ligação de freio de estacionamento de trailer (240).

9. Veículo utilitário com um dispositivo de freio, que apre- senta pelo menos um cilindro de mecanismo de mola (140), que no es- tado sem pressão, ativa um freio de estacionamento através de uma força de protensão, caracterizado por um sistema de freio de estaciona- mento elétrico, de acordo com a reivindicação 8, sendo que o freio de estacionamento pode ser liberado na saída (107) pelo ar comprimido de freio.

10. Veículo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por um dispositivo de controle para o controle elétrico da primeira vál- vula (110 a, 110b) e/ou da segunda válvula (120 a, 120b), para: - na constatação de um desejo de arranque, ativar o disposi- tivo de válvula (130) por uma ativação de pelo menos a primeira válvula (110) e assegurar que a segunda válvula (120) conduza ar comprimido da linha de alimentação (105); - ao constatar um desejo de estacionar, levar o dispositivo de válvula (130) ao estado estável por uma ativação da pelo menos a pri- meira válvula (110) para o estado estável, e assegurar que a segunda válvula (120) evacue o ar da conexão com a primeira válvula (110).

11. Processo para acionar um freio de estacionamento elé- trico, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, carac- terizado por; - a uma constatação de um desejo de arranque, ativação (S110) do dispositivo de válvula (130) por uma ativação da primeira vál- vula (110);

- a uma constatação de um desejo de estacionamento, co- mutação (S120) do dispositivo de válvula (130) para o estado estável por uma evacuação de ar da entrada de controle (132) por uma ativação de pelo menos a primeira válvula (110).

12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracteri- zado pelo fato de que o desejo de estacionar é ativado por pelo menos uma das seguintes condições: - uma entrada do operador; - recepção de um sinal correspondente de uma unidade de controle na operação de marcha autônoma; - constatação de uma parada do veículo, na existência de pelo menos uma condição adicional, que compreende, particularmente, uma extinção da ignição ou uma manobra contínua do freio de estacio- namento ou uma outra condição; e o desejo de arranque é ativado por pelo menos uma das seguintes condições: - entrada do operador, - manobra de um pedal de aceleração, - recepção de um sinal correspondente de uma unidade de controle, na operação de marcha autônoma, - manobra do freio de serviço.

13. Processo de acordo com a reivindicação 11 ou 12, sendo que o freio de estacionamento elétrico (100 A), 100B) é parte de um sistema de freio de estacionamento de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por - manobra do primeiro freio de estacionamento elétrico (100A) e/ou o segundo freio de estacionamento elétrico (100B), sendo que a ma- nobra é realizada individualmente ou conjuntamente ou sucessivamente.

14. Produto de programa de computador com software arma- zenado no mesmo, caracterizado pelo fato de que está formado para executar o processo, como definido em qualquer uma das reivindica- ções 11 a 13, quando o software é realizado em uma unidade de pro- cessamento de dados.