ITTO20090803A1 - Veicolo - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“VEICOLO”

La presente invenzione si riferisce ad un veicolo ed in particolare, ma non esclusivamente, ad un veicolo per sterrato adatto per l'uso "fuoristrada" per esempio nei settori agricolo e delle costruzioni.

Tali veicoli tendono ad essere grandi e pesanti. Sebbene siano progettati per l'uso in situazioni fuoristrada sono frequentemente utilizzati su strada per esempio quando ci si sposta tra diversi luoghi di lavoro.

Un esempio di veicolo al quale l'invenzione fa riferimento è un trattore agricolo. È ben noto che questo è un veicolo relativamente pesante e multiuso che è impiegato per una varietà di compiti quali arare, erpicare, seminare, dosare, trainare e, quando dotato di pala o rebbi (tipicamente montati in modo frontale), caricare.

Quando esegue la maggior parte di queste funzioni il trattore si muove in un campo. In quasi tutti i casi il lavoro del trattore implica passaggi ripetuti da un'estremità all'altra del campo fino a quando il compito in questione non è stato portato a termine sull'intera area del campo.

È anche ben noto che un trattore tipicamente comprende due ruote condotte, posteriori, di diametro relativamente grande posizionate rispettivamente sui lati opposti della cabina di veicolo; insieme a due ruote frontali sterzabili di diametro tipicamente ma non necessariamente più piccolo che sono anch'esse posizionate sui lati rispettivi del veicolo adiacenti all'estremità frontale del cofano del motore.

È da lungo tempo noto il fatto di prevedere freni indipendenti almeno per le ruote condotte posteriori per consentire al conducente del trattore di poter controllare la frenatura di ciascuna delle ruote indipendentemente dall'altra. Tale sistema a sua volta permette di effettuare curve nella testata del campo con un raggio estremamente stretto, attraverso una tecnica di frenatura della ruota posteriore su soltanto un lato del trattore (ad esempio il lato verso il quale il trattore deve svoltare) mentre si applica in modo simultaneo un angolo di sterzata acuto nella stessa direzione di sterzata attraverso le ruote frontali sterzabili.

Lo scopo del conducente del trattore quando frena una delle ruote posteriori in questo modo è quello di bloccare la ruota in questione. Dal momento che le ruote posteriori sono collegate attraverso un differenziale questa azione provoca l'aumento in modo significativo della velocità rotazionale della ruota posteriore non frenata. Ciò a sua volta provoca la rotazione del trattore intorno ad un asse che coincide in modo approssimativo con una posizione sul suo assale posteriore e di conseguenza esegue la svolta a raggio stretto desiderata.

Allo scopo di consentire l'utilizzo del trattore in questo modo i vecchi modelli di trattore includono pedali del freno separati rispettivamente per le ruote posteriori destra e sinistra. Il sistema di frenatura idraulica che comprende un cilindro principale tandem, applica la pressione dell'olio al freno della ruota il cui pedale è premuto durante la svolta nella testata del campo e lascia la ruota non frenata libera di essere condotta a seconda della coppia del motore del trattore trasmessa attraverso il differenziale.

Un conducente esperto di trattore può eseguire svolte molto strette quando procede nella maniera descritta. Malgrado ciò esistono numerosi svantaggi per un sistema di frenatura non automatico del tipo descritto.

Il miglioramento di tali svantaggi non è lo scopo dell'invenzione, ed esistono diverse proposte nella tecnica anteriore per tentare di rimuovere dalle operazioni di sterzatura con il freno l'errore e la variabilità indotta dal conducente. Recentemente tali proposte sono state basate sull'incorporazione di vari sottosistemi elettronici, meccanici ed elettromeccanici in un veicolo quale un trattore.

Oggigiorno un trattore può comprendere uno o più dei seguenti sottosistemi elettronici o elettromeccanici:

- controllore di gestione del motore che ottimizza l'alimentazione di carburante del veicolo per un dato carico di coppia e un'impostazione di rapporto di trasmissione e/o fornisce indicazioni al conducente destinate al miglioramento dell'efficienza o della velocità di lavoro;

- sistema elettronico di controllo della trasmissione; - sistema di antibloccaggio dei freni ("ABS") che comprende attuatori del freno controllati elettronicamente;

- un "programma di stabilità elettronico" ("ESP") che controlla la sospensione e lo smorzamento del veicolo in modo ottimizzato in modo da evitare il disagio del conducente o l'oscillazione del veicolo;

- tipicamente insieme all'ESP, attuatori elettromeccanici, elettroidraulici o elettropneumatici di regolazione di altezza di marcia e sospensione o;

- sistema di posizionamento globale ("GPS");

- dispositivi ottici di visualizzazione di immagini quali combinazioni di telecamera elettronica e schermo per migliorare la visuale del conducente nell'area circostante il trattore;

- controllo elettronico delle impostazioni (ad esempio altezza di funzionamento) di un attrezzo supportato dal trattore;

- apparecchi di trasmissione di dati e telemetria;

- inclinometri che generano segnali che indicano se il trattore sta funzionando su una pendenza;

- apparecchi quali filtri contro la polvere e componenti di condizionamento d'aria progettati per migliorare l'ambiente della cabina del conducente; e

- sottosistemi di comodità/comfort del conducente quali tergicristalli a rilevamento della pioggia, specchietti automatici, antiappannanti per il parabrezza, sistemi audio e sedili riscaldati.

Almeno alcuni di questi sottosistemi aiutano a fornire il funzionamento controllato dei sistemi di frenatura che sono attivati mediante pedali. Attraverso una scelta accorta dei progetti dei sottosistemi diventano possibili varie modalità controllate di sterzatura con il freno.

Il funzionamento di un trattore su un terreno collinoso, sia su strada che fuoristrada, presenta problemi particolari. Uno di questi è che il conducente del trattore è costretto frequentemente a fermare il veicolo su un pendio. Sebbene fin dall'inizio i trattori siano stati dotati di freni di stazionamento che possono essere azionati per mantenere il veicolo fermo su una collina essi sono di poco aiuto nel controllo del veicolo quando è necessario farlo ripartire.

In quel momento l'insieme del trattore in base alla direzione della pendenza rispetto al veicolo può scendere la collina sulla quale il veicolo è parcheggiato. Il rilascio del freno di stazionamento può determinare che il trattore si sposti o in avanti o all'indietro sulle sue ruote che impegnano il terreno. Tale spostamento può avvenire nella direzione opposta a quella desiderata dal conducente del veicolo o può avvenire nella direzione di movimento desiderato.

Tale spostamento è essenzialmente non controllato e può richiedere una azione di emergenza da parte del conducente del veicolo al fine di evitare un incidente. Tuttavia non è sempre possibile evitare gli incidenti. A titolo di esempio si può prendere in considerazione uno spostamento all'indietro non desiderato di una combinazione di rimorchio/trattore verso veicoli in coda dietro al trattore ad un incrocio; o il fenomeno del trattore che si sposta in avanti in maniera non intenzionale oltre l'incrocio a T immettendosi nella carreggiata trasversale.

Dal momento che i trattori e altri veicoli per costruzione e agricoli come menzionato sono molto pesanti il danno che può provocare un incidente sarà probabilmente grave anche se il veicolo si sta muovendo ad una bassa velocità pertanto è essenziale evitare uno spostamento non controllato. In esempi più estremi di spostamento non desiderato si possono ferire delle persone, o anche possono morire persone ed animali.

In modo non auspicabile, tuttavia, il fatto che il conducente tipicamente resti sorpreso dall'inizio dello spostamento significa che l'azione correttiva può essere applicata troppo tardi per evitare un incidente o può essa stessa provocare l'incidente. Ciò è particolarmente vero quando, come avviene in alcuni casi, è scelta un'azione correttiva che prevede di aumentare la coppia del motore premendo un pedale dell'acceleratore. Tale azione se portata a termine in una condizione di panico da parte del conducente il veicolo può sbandare o urtare altri oggetti.

Lo spostamento non controllato di un veicolo grande che viene fatto ripartire da fermo su un pendio può essere un problema grave quando il veicolo è un trattore che traina un carico pesante quale un rimorchio pieno di grano (o altro raccolto). In quel momento la massa dell’insieme di rimorchio e trattore è maggiore di quella del trattore da solo. Il conducente del trattore può non essere abituato alla massa maggiore della combinazione aumentata e potrebbe applicare una coppia insufficiente attraverso le regolazioni del pedale dell'acceleratore per evitare il movimento non desiderato del veicolo. In tal caso il veicolo potrebbe dunque muoversi nonostante il conducente sia convinto di avere il pieno controllo del veicolo.

Problemi simili possono sorgere ad esempio nel caso di veicoli per costruzione che trainano contenitori di terra o altri macchinari.

I problemi evidenziati diventano particolarmente seri quando il veicolo sta marciando su strada. Anche se il conducente è in grado di contenere il movimento inaspettato delle ruote del veicolo, le fasi iniziali dello spostamento potrebbero provocare sconcerto negli altri guidatori nelle vicinanze che potrebbero compiere azioni evasive che potrebbero esse stesse provocare incidenti.

È noto dal documento EP-A-0749876 di prevedere un sistema di controllo elettronico che mantenga i freni del veicolo in uno stato attivo (ossia "freni applicati") su un pendio quando la velocità del veicolo è rilevata essere uguale a zero. Se il conducente del veicolo aziona successivamente di nuovo il pedale del freno, l'apparecchio del documento EP-A-0749876 determina la pressione con la quale egli lo fa e la applica quale nuovo valore di forza di frenata.

L'apparecchio del documento EP-A-0749876 non cerca di risolvere i problemi identificati in precedenza.

Secondo l'invenzione in un primo aspetto è previsto un veicolo comprendente un telaio, un corpo o intelaiatura che definisce i lati destra e sinistra e che comprende almeno una fonte di forza motrice che è in grado di generare una coppia motrice; almeno un rispettivo elemento di impegno con il terreno mobile supportato su ciascuno di detti lati del veicolo in modo da essere mobile rispetto al veicolo durante il movimento del veicolo, almeno uno di detti elementi di impegno con il terreno essendo azionabile per provocare il movimento del veicolo; almeno una trasmissione selettivamente impegnabile e disimpegnabile per collegare la fonte in modo da provocare il movimento di almeno uno degli elementi condotti di impegno con il terreno e quindi del veicolo; almeno un freno che funziona sotto il controllo di comandi di attivazione e disattivazione del freno generati in un controllore in modo da fornire uno sforzo di frenatura selettiva per almeno uno di detti elementi di impegno con il terreno; almeno un sensore per generare un segnale di velocità del veicolo che indichi la velocità del veicolo rispetto al terreno; almeno un sensore di inclinometro per generare un segnale di inclinazione del veicolo che sia indicativo della inclinazione longitudinale del veicolo; e almeno un estimatore/sensore di coppia per generare un segnale di coppia indicativo della coppia prevalente in quell’istante generata dalla fonte, caratterizzato dal fatto che il controllore è in grado di generare i comandi di attivazione e disattivazione del freno sulla base della velocità del veicolo, della coppia del motore e dei segnali di inclinazione in modo che almeno uno dei freni sia applicato quando (i) il valore di segnale di velocità del veicolo è minore del valore di soglia; (ii) il valore di segnale dell'inclinazione è maggiore o uguale al valore di soglia; e (iii) il valore di segnale di coppia è minore del valore di soglia.

Un vantaggio di tale disposizione rispetto alla tecnica anteriore è quello che il veicolo dell'invenzione è in grado di determinare se il veicolo stia per avanzare in uno dei modi spiegati in precedenza e di applicare i freni del veicolo se necessario. Una volta che le condizioni che potenzialmente hanno dato origine a pericoli sono state ridotte (tipicamente attraverso l'azione del conducente del veicolo che preme il pedale dell'acceleratore sufficientemente da generare una adeguata coppia per evitare l'avanzamento) il comando di attivazione del freno può essere eliminato al fine di consentire lo spostamento libero del veicolo.

Preferibilmente il segnale di velocità di soglia di veicolo, e/o il valore di segnale di inclinazione di soglia e/o il valore di segnale di coppia sono regolabili.

Questo aspetto dell'invenzione è vantaggioso perché il conducente del veicolo può regolare il segnale di coppia di soglia per esempio in modo che tenga conto della massa di un rimorchio temporaneamente trainato dal veicolo. In tal caso la coppia di soglia verrebbe aumentata a causa della aumentata probabilità di un movimento non controllato del veicolo. In altre parole, il conducente del veicolo dovrebbe provocare una coppia maggiore rispetto al caso di un veicolo non caricato al fine di effettuare il rilascio del freno (freni). Tale regolazione del valore di coppia di soglia potrebbe verificarsi in modo automatico.

Opzionalmente la regolazione del valore di segnale di coppia ha luogo a seconda del valore del segnale di inclinazione. Tale disposizione consente di determinare a seconda della ripidezza della collina sulla quale il veicolo sta funzionando la coppia di soglia, alla quale il comando di attivazione del freno è eliminato.

In maniera opportuna il controllore genera un comando di disattivazione del freno che provoca il rilascio del o di ciascun freno nel caso in cui il valore di coppia del motore cambi da un valore inferiore a quello di soglia ad un valore superiore a quello di soglia.

Questa caratteristica consente al conducente del veicolo di provocare la disattivazione del freno (freni) semplicemente mediante l'aumento della pressione sul pedale dell'acceleratore del veicolo fino a quando la coppia del motore rilevata nella trasmissione è sufficiente a garantire il movimento controllato del veicolo da parte del conducente nella direzione desiderata.

In una forma di realizzazione preferita dell'invenzione il sensore di coppia rileva la coppia trasmessa attraverso una frizione che fa parte della trasmissione.

Quasi tutti i trattori moderni includono sistemi di trasmissione automatica, sia del tipo idrostatico, a ingranaggio planetario o altri tipi. Quasi in tutti i casi esiste in un tale sistema almeno una frizione.

Si è riscontrato per varie ragioni che le frizioni sono luoghi molto comodi su cui installare i sensori di coppia. Una ragione del particolare vantaggio nel caso dell'invenzione è semplicemente che rilevare la coppia su ad esempio il disco condotto di una frizione fornisce un'accurata indicazione della coppia disponibile sull’elemento condotto di impegno con il terreno.

Sono noti diversi modelli di sensore di coppia. L'addetto esperto sarà in grado di scegliere in base alle sue conoscenze un assortimento di modelli possibili che potrebbero essere adatti per l'incorporazione nel veicolo dell'invenzione.

Per evitare dubbi, il termine "frizione" come utilizzato nella presente non è limitato al cosiddetto "disco a secco" o frizioni ad attrito riscontrati nei veicoli per passeggeri su strada. Al contrario la frizione nella trasmissione di un veicolo di grandi dimensioni può assumere qualsiasi di un assortimento di forme che comprende le frizioni ad attrito planetarie e accoppiamenti viscosi. Tutte queste disposizioni rientrano nell'ambito di protezione dell'invenzione come rivendicata.

In maniera opportuna il controllore comprende, o ha collegato ad esso in modo funzionale un timer che scandisce il periodo durante il quale il controllore genera un comando di attivazione del freno dell'elemento condotto determinando l'applicazione del o di ciascuno freno e genera un segnale di temporizzazione indicativo di esso.

Ancora più preferibilmente il controllore riceve il segnale di temporizzazione e genera un comando di disattivazione del freno provocando il rilascio del o di ciascun freno dopo che il segnale di temporizzazione ha superato un valore di soglia indicativo di un periodo di soglia di frenatura.

Tale disposizione facoltativa significa che anche se il veicolo dell'invenzione rileva che l'avanzamento è possibile i freni dei veicolo sono applicati soltanto per un periodo relativamente breve che è lungo abbastanza per consentire al conducente del veicolo di valutare l’ambiente che lo circonda e assumere il corretto controllo del veicolo. I freni non sono applicati durante un qualsiasi periodo che possa dare origine ad ansia nel conducente o frustrazione in altri guidatori su strada.

In modo facoltativo il veicolo comprende uno o più sensori per (i) rilevare quando un conducente del veicolo si sposta non controllando più il veicolo e (ii) generare un segnale di movimento che indichi questa situazione; e un freno di stazionamento che sia azionabile a seconda dello stato e/o dei comandi generati nel controllore, il veicolo essendo in grado di attivare il freno di stazionamento alla generazione di un detto segnale di movimento.

Secondo un secondo aspetto dell'invenzione è previsto un metodo di frenatura del veicolo che comprende un telaio un corpo o intelaiatura definenti i lati destro e sinistro e comprendenti almeno una fonte di forza motrice che è in grado di generare la coppia motrice; almeno un rispettivo elemento condotto di impegno con il terreno, supportato su ciascuno di detti lati del veicolo in modo da essere mobile rispetto al veicolo durante il movimento del veicolo; almeno una trasmissione selettivamente impegnabile o disimpegnabile per collegare la fonte in modo da provocare il movimento di almeno uno degli elementi condotti di impegno con il terreno e quindi del veicolo; almeno un freno per gli elementi condotti di impegno con il terreno che sia azionabile sotto il controllo di comandi di attivazione e disattivazione del freno dell'elemento condotto generati in un controllore in modo da fornire una forza di frenatura selettiva per ciascuno degli elementi condotti di impegno con il terreno; almeno un sensore per generare un segnale di velocità del veicolo che sia indice della velocità del veicolo rispetto al terreno; almeno un sensore di inclinometro per generare un segnale di inclinazione del veicolo che sia indice dell'inclinazione longitudinale del veicolo; e almeno un sensore di coppia per generare un segnale indicativo della coppia prevalente istantanea generata dalla fonte, caratterizzato dal fatto che il metodo comprende la generazione nel controllore di comandi di attivazione e disattivazione del freno dell'elemento condotto sulla base della velocità del veicolo, della coppia del motore e di segnali di inclinazione in modo che almeno uno di detti freni sia applicato mentre (i) il valore di segnale di velocità del veicolo è inferiore al valore di soglia; (ii) il valore di segnale di inclinazione è maggiore del valore di soglia; e(iii) il valore di segnale di coppia è inferiore al valore di soglia.

In modo facoltativo:

- il segnale di velocità di soglia del veicolo, e/o il valore di segnale di inclinazione di soglia e/o il valore di segnale di coppia sono regolabili (se desiderato in modo automatico); e/o

- la regolazione del valore di segnale di coppia ha luogo a seconda del valore del segnale di inclinazione; e/o - il controllore genera un comando di disattivazione del freno che provoca il rilascio del o di ciascun freno nel caso in cui il valore della coppia del motore che varia da un valore inferiore rispetto alla soglia ad un valore che supera la soglia; e/o

- il controllore comprende un timer che scandisce il periodo durante il quale il controllore genera un comando di attivazione del freno che provoca l'applicazione del o di ciascun freno, e genera un segnale di temporizzazione indicato dello stesso; e/o

- il controllore ricevere il segnale di temporizzazione e genera un comando di disattivazione del freno che provoca il rilascio del o di ciascun freno dopo che il segnale di temporizzazione ha superato un valore di soglia indicativo di un periodo di soglia della frenata; e/o

- il veicolo può essere in grado di rilevare il movimento di un conducente e, quando un detto movimento rilevato indica che il conducente non ha o potrebbe non avere il controllo del veicolo applica un freno di stazionamento.

I precedenti aspetti facoltativi del metodo dell'invenzione sono analoghi ad alcuni aspetti facoltativi del veicolo dell'invenzione e forniscono vantaggi simili.

Seguirà adesso una descrizione delle forme di realizzazione preferite dell'invenzione mediante un esempio non limitativo facendo riferimento ai disegni allegati in cui:

la figura 1 mostra in una vista parzialmente schematica in elevazione laterale una forma del veicolo secondo l'invenzione; e

la figura 2 mostra in forma grafica la sequenza delle operazioni del sistema di frenatura del veicolo di figura 1, secondo il metodo rivendicato nella presente.

Con riferimento ai disegni, un veicolo che nella forma di realizzazione descritta è un trattore 10 comprende un corpo 11 e un telaio 12 che definiscono i rispettivi lati destro e sinistro di cui il lato destro è rappresentato nella figura.

Al di sotto del cofano 13, che fanno parte del corpo 11, sono disposti in una disposizione operativamente interconnessa nota di per sé, i componenti primari della trasmissione. Questi comprendono un motore e una trasmissione automatica che comprende una o più frizioni insieme a diverse parti di controllo e di sottosistema la cui natura precisa dovrà essere capita secondo le capacità dell'addetto esperto.

La trasmissione è collegata per trasferire la trazione rotatoria agli elementi di impegno con il terreno posteriori destro e sinistro sotto forma di ruote condotte di cui una, sul lato destro del veicolo 10, è identificata con il numero di riferimento 14.

Il trattore comprende inoltre ruote sterzabili frontali destra e sinistra. La ruota frontale di destra 16 è visibile nella figura 1.

Come convenzionale le ruote del trattore 10 sono girevoli rispetto al resto del veicolo per fornire un movimento sterzato di potenza del veicolo sul terreno o lungo la strada.

Almeno uno delle summenzionate frizioni è tale da rendere la trasmissione selettivamente impegnabile con e disimpegnabile dalle ruote condotte. Quando la trasmissione è disimpegnata, le ruote posteriori, in assenza di qualsiasi forza di frenatura, sono liberamente girevoli in modo simile alle ruote frontali.

Il trattore 10 comprende un sistema di frenatura che a seconda della natura precisa del veicolo può essere idraulico, pneumatico, elettrico o una combinazione delle tipologie (ad esempio, ma non limitato a, un sistema elettropneumatico). Ai fini descrittivi dell'invenzione la natura precisa del sistema di frenatura è irrilevante e il veicolo può essere realizzato all'interno dell'ambito di protezione dell'invenzione utilizzando qualsiasi tipologia di frenatura indicata.

Il sistema di frenatura è azionabile sotto il controllo di un controllore 17 che genera i comandi di attivazione e disattivazione del freno per il sistema di frenatura secondo l'approccio di controllo descritto di seguito. I comandi di attivazione e disattivazione del freno sono trasmessi alle parti operative del sistema di frenatura per mezzo di linee di controllo 18. Il controllore 17 preferibilmente ma non necessariamente è un dispositivo programmabile.

Le linee di controllo descritte nella presente possono essere fili elettrici, cavi ottici, linee idrauliche o linee pneumatiche. In un'altra forma di realizzazione del veicolo secondo l'invenzione il controllore 17 può essere collegato al sistema di frenatura e ai sensori descritti di seguito utilizzando un protocollo di comunicazione senza fili.

Il controllore 17 riceve quali input un segnale di sensore di velocità del veicolo generato in un sensore di velocità 19 e trasmesso attraverso la linea 21; un segnale di inclinometro generato dall'inclinometro 22 (e trasmesso attraverso la linea 23) indicativo del grado della pendenza (come misurato in un senso longitudinale) sulla quale il veicolo è fermo o in movimento; e un segnale di coppia trasmesso da un sensore di coppia 24 attraverso la linea 26 in modo da indicare la coppia di trasmissione generata in qualsiasi dato momento dal motore del veicolo.

Come menzionato, il controllore 17 è disposto (ad esempio attraverso programmazione adeguata) per generare i comandi di attivazione e disattivazione del primo dell'elemento condotto sulla base della velocità del veicolo, della coppia del motore e dei segnali di inclinazione 21, 23; 26 in modo che almeno uno di detto freno sia applicato mentre (i) il valore di segnale di velocità del veicolo è inferiore del valore di soglia; (ii) il valore di segnale di inclinazione è maggiore del valore di soglia; e (iii) il valore di segnale di coppia è minore del valore di soglia.

In particolare il controllore può essere disposto per mantenere i freni del veicolo in uno stato attivato (frenatura) se il livello di coppia del veicolo è inferiore al valore di soglia, quando il valore di segnale di inclinometro supera un certo livello che indica che il veicolo si trova su una pendenza; e il segnale di velocità è inferiore a una soglia differente che indica che il veicolo si sta muovendo lentamente e pertanto può essere vicino a un incrocio o a un'altra area di manovra.

Il segnale di velocità di soglia del veicolo, e/o il valore di segnale di inclinazione di soglia e/o il valore di segnale di coppia sono regolabili. Tali regolazioni possono in alcune forme di realizzazione dell'invenzione essere influenzate dalle azioni del conducente, come regolare l'impostazione di un elemento impostabile ad esempio un pulsante di potenziometro o un'icona di schermo sensibile al tatto.

Tali regolazioni effettuate dal conducente possono essere desiderabili per esempio quando è richiesto l’aggancio di un rimorchio pesante al veicolo 10. In tal caso il conducente può selezionare un'impostazione relativa all'aumento nel veicolo della coppia necessaria a compensare gli effetti della massa aggiuntiva del rimorchio su una pendenza. A tal riguardo di solito è possibile, essendo a conoscenza della capacità e dei contenuti del rimorchio valutare la massa del rimorchio, in modo ragionevolmente accurato.

Un altro motivo per consentire il controllo da parte del conducente del livello di coppia di soglia è quello di tener conto delle situazioni in cui il veicolo sta funzionando su un terreno sdrucciolevole. In quel momento un elevato livello di coppia di soglia può non essere desiderabile dal momento che può provocare uno slittamento delle ruote quando i freni sono disattivati.

In un'altra forma di realizzazione dell'invenzione tuttavia le regolazioni possono essere portate a termine in modo automatico.

A titolo di esempio si può considerare la situazione del valore del segnale di inclinometro 23 che determina il valore di coppia di soglia indicato in precedenza. Quando il veicolo sta funzionando su una pendenza ripida il risultato di qualsiasi incidente durante il movimento è probabile che sia più grave rispetto a quando funziona su una pendenza minore. Pertanto al controllore 17 può essere consentito di impostare un valore di soglia di coppia elevato quando il valore dell'inclinometro è elevato così da garantire che i freni del veicolo 10 rimangano attivati fin quando il motore non generi una coppia adeguata tale da assicurare di impedire un avanzamento non controllato delle ruote sulla pendenza.

Come spiegato in maggiore dettaglio di seguito, se l'attivazione successiva di uno o più freni del veicolo secondo il metodo evidenziato nella presente la coppia del motore aumenta quale risultato della pressione ulteriore sul pedale dell'acceleratore da parte del conducente rispetto all'inizio, al controllore 17 può essere consentito di generare quale risultato un segnale di disattivazione del freno. Ciò determina il rilascio dei freni del veicolo dal momento che il veicolo successivamente verosimilmente avanzerà in modo non controllato.

Una forma preferita del sensore o stimatore di coppia è, come menzionato, posizionata in modo da rilevare la coppia trasmessa attraverso una delle frizioni della trasmissione del veicolo. In modo preferito tale sensore è posizionato sul lato della trasmissione di tale frizione dal momento che esso dovrebbe rilevare la coppia di trasmissione sulle ruote condotte del veicolo 10. Ciò è desiderabile dal momento che è questa coppia trasmessa e non la coppia complessiva sviluppata dal motore del veicolo in qualsiasi momento che determina se le ruote del veicolo stanno per avanzare nelle condizioni prevalenti. Tuttavia in altre forme di realizzazione dell'invenzione possono essere rilevate la coppia di volano o la coppia dell'albero principale di trasmissione. È possibile comprendere dispositivi multipli di stima/rilevamento della coppia in varie posizioni sul veicolo.

L'utilizzo di un timer collegato operativamente al o formante parte del controllore 17 consente di controllare l'attivazione dei freni nelle circostanze descritte nella presente ad esempio la durata dell'applicazione dei freni.

In un esempio di tale controllo, il controllore 17 può essere programmato in modo che i comandi di attivazione del freno siano generati per 1,5 secondi o 2 secondi. Questo è il tempo che può essere impiegato da un conducente del veicolo che cerca, accelerando da fermo, di partire su una pendenza per far sì che il motore sviluppi una coppia sufficiente ad impedire il movimento incontrollato delle ruote. La durata precisa di tempo può essere determinata ad esempio sulla base di esperimenti volti a stabilire il tempo di reazione verosimile di un conducente e il tempo richiesto perchè la coppia si accumuli premendo il pedale dell'acceleratore del veicolo.

Alla fine di un periodo predeterminato di questo tipo il controllore può essere programmato per cessare la generazione del (dei) comando (comandi) di attivazione e/o per generare un comando di disattivazione in modo che i freni del veicolo siano rilasciati.

L'utilizzo di un periodo di temporizzazione come descritto è associato ad un vantaggio ulteriore dato che dovrebbe scoraggiare il conducente di un veicolo dal lasciare la cabina del veicolo 10 a meno che egli non abbia applicato un freno di stazionamento o altrimenti reso sicuro il veicolo.

In un miglioramento di questo aspetto dell'invenzione il veicolo 10 può comprendere uno o più sensori per rilevare il movimento del conducente del veicolo, sotto forma ad esempio di interruttori il cui scopo è quello di indicare un tentativo da parte del conducente di lasciare la cabina del veicolo 10. Un esempio è mostrato nella figura 1 sotto forma di un interruttore "porta aperta" 27 collegato attraverso la linea 28 al controllore 17.

Quando un interruttore 27 genera un segnale nella linea 28 che indica che la porta della cabina è aperta (ciò significa che l'operatore è nell'atto di lasciare la cabina o almeno che può non aver posto la debita attenzione all’eventuale movimento del veicolo 10) il controllore 17 può ad esempio dismettere la routine di attivazione del freno descritta in precedenza e invece comandare l'attivazione del freno di stazionamento (non illustrato nei disegni) che deve essere disimpegnato in modo effettivo al momento di far muovere di nuovo il veicolo 10.

Quale aggiunta o alternativa all'interruttore di porta 27 può essere impiegato per lo stesso scopo un interruttore di sedile (che si chiude quando il cuscino di sedile si comprime sotto il peso del conducente. Altri mezzi per rilevare quando il conducente è nella cabina in grado di controllare il veicolo 10 rientrano anche nell'ambito di protezione dell'invenzione.

In aggiunta o come alternativa alla previsione di una disposizione di freno di stazionamento automatico il veicolo dell'invenzione può comprendere uno o più allarmi collegati a interruttori ad esempio gli interruttori di sedile e di porta descritti. Tali allarmi possono essere disposti per emettere segnali acustici nella cabina dei veicoli allo scopo di avvertire il conducente di potenziali rischi che ad esempio possono sorgere dal tentativo di lasciare la cabina come descritto.

Inoltre sebbene una forma di risposta (ad esempio l'attivazione di un freno di stazionamento) all'assenza del conducente nella cabina sia stata descritta, possono essere possibili anche altre risposte. Esempi includono il cambio in modo automatico della trasmissione a folle nello stesso momento in cui si applica il freno di stazionamento; o persino l’interruzione dell’alimentazione del motore in tale momento, così da immobilizzare il veicolo 10 fino al ritorno del conducente alla cabina e iniziare una routine di avviamento.

Le disposizioni nelle quali è applicato il freno di stazionamento quando il conducente tenta di lasciare la cabina sono particolarmente adatte quando il veicolo 10 comprende una trasmissione a variazione continua (CVT) che permette la dissipazione della coppia di trazione senza provocare il movimento del veicolo 10. Un esempio di tale CVT è una trasmissione idrostatica.

Inoltre la funzione del freno di stazionamento automatico può essere utilizzata quando il veicolo 10 comprende altri tipi di trasmissione, e, per esempio un accoppiamento viscoso o dispositivi simili che formano parte della trasmissione.

Una situazione nella quale la possibilità di applicare un freno di stazionamento può essere desiderabile per una ragione ulteriore sorge quando il veicolo 10 si sta scendendo un pendio al momento della generazione dei comandi di attivazione dei freni.

In tale momento la massa del veicolo 10 e qualsiasi carico supportato o trainato da esso tenderà ad accelerare il veicolo 10 in avanti in una direzione in discesa al rilascio dei freni.

Il conducente del veicolo in quel momento può non essere conscio pienamente della grandezza della forza che tende a muovere il veicolo da fermo. Se alla fine del periodo di attivazione del freno menzionato in precedenza il conducente sta premendo il pedale dell'acceleratore del veicolo, potrebbe verificarsi un'accelerazione molto più veloce di quanto ci si aspetti.

Questo potrebbe provocare incidenti, rovesciamento del raccolto o delle sostanze agrochimiche o può causare panico in coloro che si trovano nei pressi del veicolo.

La capacità tuttavia di determinare in modo selettivo che il controllore 17 applichi ad un freno di stazionamento, come descritto in precedenza, può evitare tale problema.

A tal fine all'interno nell'ambito di protezione dell'invenzione è possibile impiegare un inclinometro che sia direzionale nel senso che può determinare se il veicolo 10 si sta dirigendo in salita o in discesa. Se il veicolo è rivolto verso il basso di una pendenza con una ripidezza maggiore rispetto a quella predeterminata come determinato dalla grandezza del segnale di inclinometro (trasmesso attraverso la linea 23 nella forma di realizzazione della figura 7) il controllore 17 può applicare il freno di stazionamento per esempio:

- automaticamente alla fine del periodo di comando del freno discusso in precedenza; e/o

- se l'operatore preme il pedale dell'acceleratore troppo (come determinato ad esempio dal segnale generato nel sensore di coppia 24 che supera un valore di soglia).

Qualsiasi valore di coppia di soglia utilizzato negli aspetti summenzionati dell'invenzione può essere regolabile allo scopo di tener conto delle masse di rimorchi o altri oggetti supportati e/o spinti dal veicolo.

Può esservi un ulteriore input di controllo facoltativo al controllore 17 può esistere quando il veicolo 10 comprende una trasmissione manuale o semiautomatica del tipo che richiede al conducente di disimpegnare una frizione allo scopo di permettere il verificarsi di un cambio di marcia nella trasmissione. In tale disposizione (che rientra nell'ambito di protezione dell'invenzione) la generazione di comandi di attivazione di freno può dipendere dalla pressione sul pedale della frizione (o azione simile) in modo da evitare lo stallo del motore del veicolo. La frizione o il pedale della frizione può comprendere uno o più sensori a tale scopo.

Un esempio di un tipo di trasmissione, in cui un controllo del tipo a frizione della funzione di frenatura è desiderabile è il New Holland Powershift<TM>.

In questa trasmissione lo sforzo fisico di cambiare marcia è ridotto rispetto alla tecnologia di trasmissione tradizionale, attraverso l'utilizzo di attuatori elettrici all'interno della trasmissione che agiscono sotto il controllo di segnali generati nella cabina del veicolo da elementi di controllo mobili.

Gli elementi includono una leva di selezione del rapporto di trasmissione, una frizione e una leva a navetta. La leva a navetta è utilizzata per la selezione tra marcia in avanti e marcia indietro della trasmissione, e comprende nel suo percorso una posizione in folle che quando selezionata disimpegna la trasmissione del veicolo in modo che le ruote del veicolo possano essere libere di muoversi in assenza di qualsiasi sforzo di frenatura.

Quando si utilizza una trasmissione del tipo Powershift<TM>pertanto il conducente può disimpegnare la trasmissione o selezionando la posizione in folle della leva a navetta sia premendo l'elemento di frizione (nel qual caso non ha importanza se la leva a navetta è nella posizione di folle oppure no).

Se mentre la frizione è abbassata il controllore 17 sta generando i comandi di attivazione del freno secondo metodi evidenziati in precedenza e il conducente solleva la frizione questo determina l'impegno della trasmissione. In tali circostanze non c'è pericolo di disattivazione dei freni alla fine del periodo summenzionato che permette il movimento non voluto del veicolo.

Se d'altro canto la leva navetta è utilizzata per disimpegnare la trazione ad esempio ad un incrocio potrebbe essere possibile per il conducente del veicolo provare a lasciare la cabina del veicolo mentre i comandi di attivazione dei freni sono stati generati, senza rendersi conto che vi sarebbe una durata predeterminata (breve) di questi comandi.

Al fine di evitare rischi potenziali associati a tale situazione l'interruttore del sedile del veicolo menzionato in precedenza (i cui dettagli rientreranno nelle conoscenze di lavoratori esperti) può essere utilizzato allo scopo di annullare i comandi di attivazione del freno (e se necessario il suono di un allarme acustico). Quale risultato il conducente non avrebbe la possibilità di lasciare la cabina durante il periodo di tempo limitato in cui sono generati i comandi di attivazione del freno.

La figura 2 dei disegni illustra sotto forma di diagrammi di temporizzazione le fasi principali nell'utilizzo di un veicolo 10 nelle modalità descritte nella presente.

Nella figura 2 il diagramma più in alto mostra i cambiamenti della velocità del veicolo nel tempo, mentre è effettuata la sequenza di frenatura. Pertanto la velocità del veicolo è inizialmente (nella posizione 2a) ad un livello elevato che rappresenta il movimento in avanti del veicolo.

Nel periodo 2b la velocità si riduce fino a zero quale risultato di una frenatura decelerativa tradizionale del veicolo 10. Tale frenatura sarebbe effettuata in seguito ad una pressione accidentale del pedale del freno nella cabina del veicolo.

Nel periodo 2c la velocità del veicolo è zero, corrispondente ad esempio alla valutazione di un incrocio stradale da parte del conducente del veicolo (qualsiasi altra attività nella quale si desideri che il veicolo sia fermo in vista di una messa in moto).

Durante il periodo di tempo 2d (anche indicato con "HHC-S attivo" nella figura) il conducente prova ad accelerare da fermo, ma nel momento in cui il valore del segnale di inclinometro supera la sua soglia (indicando un funzionamento su una pendenza pericolosa) e il valore di segnale di velocità del veicolo è inferiore alla sua soglia (indicando che il veicolo può essere in procinto di spostarsi da fermo o sta effettuando una manovra ad una velocità bassa). Durante il periodo 2d la coppia del motore non è sufficiente a garantire che non si verifichi il movimento non controllato, pertanto il controllore genera un comando di attivazione del freno mantenendo i freni in uno stato "on" (attivato) fino a che la coppia non è sufficiente per superare la soglia di coppia (come illustrato nel periodo 2e) e il veicolo si sposta da fermo.

Il tracciato centrale nella figura 2 mostra la posizione del pedale del freno del veicolo durante ciascun intervallo 2a-2e. Il pedale è premuto dal conducente solo durante i periodi 2b e 2c eppure come già spiegato i freni sono inoltre attivi durante il periodo 2d in modo da impedire il movimento del veicolo.

Il tracciato più in basso nella figura 2 paragona i livelli di coppia di frenatura e di coppia del motore durante periodi presi in considerazione. Particolare significativo è che nel periodo 2e i tracciati di coppia del motore e di coppia di frenatura si incrociano tra loro, ad indicare che durante questo periodo (dato che i freni sono rilasciati automaticamente) la coppia del motore supera la forza di frenatura (e l'effetto della massa del veicolo che agisce in discesa sulla pendenza sulla quale si trova) per effettuare lo spostamento da fermo.

Ogni qualvolta i comandi di attivazione dei freni siano facoltativamente generati o disattivati il veicolo può comprendere un software volto a realizzare la transizione agevole tra gli stati "off" e "on", in modo da evitare cambi improvvisi nella condizione di attivazione del freno.

Si deve osservare che il veicolo non ha bisogno necessariamente di essere allineato con la linea di maggiore pendenza di un pendio affinché sia vantaggiosa la disposizione dell'invenzione. L'inclinometro 22 tipicamente dovrebbe essere ad esempio tale da rilevare la forza dovuta alla gravità che agisce in una direzione parallela all'asse longitudinale del veicolo indipendentemente dal fatto che il veicolo sia allineato o meno con la linea di maggiore pendenza.

L'elenco o discussione di un documento apparentemente pubblicato in precedenza in questa descrizione non dovrebbe necessariamente essere presa in considerazione come un riconoscimento che il documento fa parte dello stato dell'arte o sia di conoscenza comune generale.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Veicolo (10) comprendente un telaio (12), un corpo (11) e/o una intelaiatura che definisce i lati destro e sinistro e comprendente almeno una fonte di forza motrice la quale è in grado di generare una coppia motrice; almeno un rispettivo elemento di impegno con il terreno mobile (14, 16) supportato su ciascuno di detti lati del veicolo in modo da essere mobile rispetto al veicolo durante il movimento del veicolo; almeno un elemento di impegno con il terreno essendo azionabile per provocare il movimento del veicolo (10); almeno una trasmissione selettivamente impegnabile e disimpegnabile per collegare la fonte in modo da determinare il movimento di almeno uno (14) degli elementi condotti di impegno con il terreno e quindi del veicolo (10); almeno un freno azionabile sotto il controllo dei comandi di attivazione e disattivazione del freno generati nel controllore (17) in modo da fornire una forza di frenatura selettiva per almeno uno di detti elementi di impegno con il terreno (14, 16); almeno un sensore (19) per generare un segnale di velocità del veicolo (21) che è indice della velocità del veicolo rispetto al terreno; almeno un sensore di inclinometro (22) per generare un segnale di inclinazione del veicolo (23) che è indice della inclinazione longitudinale del veicolo; e almeno uno stimatore/sensore di coppia (24) per generare un segnale di coppia (26) indice della coppia prevalente istantanea, generata dalla fonte, caratterizzato dal fatto che il controllore (17) è in grado di generare comandi di attivazione e disattivazione del freno sulla base della velocità del veicolo, della coppia del motore e dei segnali di inclinazione (21, 23; 26) in modo tale che almeno uno di detti freni sia applicato mentre (i) il valore di segnale di velocità del veicolo è minore del valore di soglia; (ii) il valore di segnale di inclinazione è maggiore o uguale al valore di soglia; e (iii) il valore di segnale di coppia è minore rispetto al valore di soglia.
2. 2. Veicolo secondo la rivendicazione 1, in cui il segnale di velocità di soglia del veicolo, e/o il valore di segnale di inclinazione di soglia e/o il valore di segnale di coppia sono regolabili.
3. 3. Veicolo secondo la rivendicazione 2, in cui la regolazione del valore di segnale di coppia ha luogo a seconda del valore del segnale di inclinazione.
4. 4. Veicolo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui il controllore genera un comando di disattivazione del freno, che provoca il rilascio del o di ciascun freno nel caso in cui il valore di segnale di coppia vari da un valore minore rispetto alla soglia a un valore che supera la soglia.
5. 5. Veicolo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui il sensore di coppia rileva la coppia trasmessa attraverso una frizione che fa parte della trasmissione.
6. 6. Veicolo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui il controllore comprende, o ad esso è collegato in modo efficace, un timer che misura il periodo durante il quale il controllore genera un comando di attivazione del freno dell'elemento condotto determinando l'applicazione del o di ciascun freno e genera un segnale di temporizzazione indicativo di esso.
7. 7. Veicolo secondo la rivendicazione 6, in cui il controllore riceve il segnale di temporizzazione e genera un comando di disattivazione di freno che provoca il rilascio del o di ciascun freno dopo che il segnale di temporizzazione supera un valore di soglia indicativo di un periodo di soglia della frenatura.
8. 8. Veicolo (10) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni che comprende inoltre uno o più sensori per rilevare quando un conducente del veicolo (10) si sposta in modo da non avere più il controllo del veicolo (10) e generare un segnale di movimento indicativo dello stesso; e un freno di stazionamento che è azionabile a seconda della condizione di e/o dei comandi generati nel controllore (17), il veicolo essendo ad esempio tale da attivare il freno di stazionamento in base al rilevamento di un detto segnale di movimento.
9. 9. Metodo di frenatura del veicolo che comprende un telaio, un corpo o un’intelaiatura che definiscono i lati destro e sinistro e comprendono almeno una fonte di forza motrice che è in grado di generare una coppia motrice; almeno un elemento rispettivo condotto di impegno con il terreno, su ciascuno dei lati del veicolo in modo da essere mobile rispetto al veicolo durante il movimento del veicolo; almeno una trasmissione selettivamente impegnabile e disimpegnabile per collegare la fonte in modo da determinare il movimento di almeno uno degli elementi condotti di impegno con il terreno e pertanto del veicolo; almeno un freno (10, 11), per elementi condotti di impegno con il terreno, che sia azionabile sotto il controllo dei comandi di attivazione e disattivazione del freno dell'elemento condotto generati in un controllore (12) così da fornire una forza di frenatura selettiva per ciascuno degli elementi condotti di impegno con il terreno; almeno un sensore per generare un segnale di velocità del veicolo (23, 24; 30) che sia indice della velocità del veicolo rispetto al terreno; almeno un sensore di inclinometro per generare un segnale di inclinazione del veicolo che sia indice della inclinazione longitudinale del veicolo; e almeno un sensore di coppia per generare un segnale di coppia indicativo della coppia prevalente istantanea generato dalla fonte, caratterizzato dal fatto che il metodo comprende la generazione nel controllore (12) dei comandi di attivazione e disattivazione del freno dell'elemento condotto sulla base della velocità del veicolo, della coppia del motore e dei segnali di inclinazione (23, 24; 26) in modo che almeno uno di detti freni sia applicato mentre (i) il valore di segnale di velocità del veicolo è minore del valore di soglia; (ii) il valore di segnale di inclinazione è maggiore del valore di soglia; e (iii) il valore di segnale di coppia è minore del valore di soglia.
10. 10. Metodo secondo la rivendicazione 9, in cui il segnale di velocità di soglia di veicolo, e/o il valore di segnale di inclinazione di soglia e/o il valore di segnale di coppia sono regolabili.
11. 11. Metodo secondo la rivendicazione 10, in cui la regolazione del valore di segnale di coppia ha luogo a seconda del valore del segnale di inclinazione.
12. 12. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 11, in cui il controllore genera un comando di disattivazione del freno, che determina il rilascio del o di ciascun freno nel caso in cui il valore di coppia del motore cambi da un valore inferiore alla soglia a un valore che supera la soglia.
13. 13. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 12, in cui il controllore comprende un timer che misura il periodo durante il quale il controllore genera un comando di attivazione del freno che determina l'applicazione del o di ciascun freno e genera un segnale di temporizzazione indicativo di esso.
14. 14. Metodo secondo la rivendicazione 13, in cui il controllore riceve il segnale di temporizzazione e genera un comando di disattivazione del freno che determina il rilascio del o di ciascun freno dopo che il segnale di temporizzazione supera un valore di soglia indicativo del periodo di soglia della frenatura.
15. 15. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 14, che comprende le fasi ulteriori di rilevare il movimento di un conducente del veicolo (10) e, quando un detto movimento rilevato indica che il conducente non ha più o potrebbe non avere più il controllo del veicolo (10), applicare un freno di stazionamento.