Campo da Invenção

[0001 ] A presente invenção refere-se, de maneira geral, a um método para controlar a operação segura do eixo traseiro de um conjunto de eixos combinados tracionados de veículos automotores, tais como os veículos para transporte rodoviário com configurações de tração do tipo 6x4, 8x4 ou 10x4, ou ainda modelos tridem formado por três eixos tracionados.

Fundamentos da Invenção

[0002] Como é do conhecimento geral dos técnicos no assunto, veículos automotores e, mais particularmente, veículos destinados ao transporte rodoviário de cagas, tais como os caminhões, são tracionados, geralmente, através do conjunto de eixo traseiro, o qual está conectado pelo chamado eixo cardan ao conjunto de força formado, basicamente, pelo motor e câmbio. O referido eixo cardan é, usualmente, a conexão entre a saída do conjunto de força e o diferencial do eixo que transmite a potência às rodas.

[0003] No caso dos veículos de transporte rodoviário de cargas que possuem dois eixos traseiros, os veículos podem assumir uma configuração de tração 6x2, 6x4, 8x4, 10x4, ou até mesmo 6x6 e 8x8, como é o caso dos veículos “fora de estrada” (off roads), ou seja, de um número total de pontos de contato, dois, quatro, seis ou até os oito pontos de contato possuem tração para propiciar a movimentação do veículo. Particularmente, no caso dos cavalos mecânico, normalmente, eles possuem dois eixos traseiros, podendo assumir a configuração de tração 6x2 ou 6x4, na qual das seis rodas do veículo, apenas duas ou quatro são tracionadas, geralmente as duas rodas do primeiro eixo traseiro, ou as quatro rodas dos dois eixos traseiros são tracionadas.

[0004] Como deve ser apreciado pelos técnicos no assunto, o uso de ao menos dois eixos tracionados, tal como na configuração 6x4, é bastante desejoso por questões de legislação, pois há países, incluindo o Brasil, que restringem a circulação dos veículos de acordo com a sua capacidade de carga e, por exemplo, para se transportar um limite maior de carga o veículo, necessariamente, precisa contar com uma configuração de tração 6x4. Além disso, por questões de aplicação, também é desejável que os veículos apresentem um maior número de tração, tal como ocorre com os veículos para aplicação fora-de-estrada, por exemplo, nos canavieiros ou mineração.

[0005] No entanto, quando o veículo não está carregado, no intuito de obter a economia de combustível e de pneus, é desejável que um dos eixos não seja utilizado. Caso a configuração de tração seja, por exemplo, do tipo 6x2, um dos eixos traseiros, aquele não tracionado, pode ser suspenso e, com isso, consegue-se reduzir o consumo de combustível, assim como o desgaste dos pneus. Isso é possível de acordo com uma solução técnica bastante conhecida no estado da técnica, na qual, geralmente, emprega-se uma bolsa de ar para suspender o eixo, aproveitando-se, assim, a linha de ar-comprimido existente nesses tipos de veículos.

[0006] Porém, esse tipo de solução é limitado à configuração de tração 6x2, não podendo ser empregada em veículos com configuração de tração 6x4 ou 8x4, por exemplo, já que não se pode suspender um eixo tracionado uma vez que a potência seria perdida para o eixo suspenso. Logo, por essas razões, muitas empresas buscam soluções que permitam o acoplamento e desacoplamento da tração de pelo menos um eixo de um veículo, particularmente um veículo de carga, como por exemplo, os caminhões e cavalos mecânicos.

[0007] Neste contexto, sabe-se que o estado da técnica revela algumas soluções pelas quais é permitida a seleção, automática ou manual, de tração de um ou mais eixos. Uma solução já conhecida consiste em se acoplar ou desacoplar a engrenagem do diferencial central que envia a potência para o eixo. Esta solução, no entanto, não pode ser aplicada nas configurações de tração 6x4 ou 8x4, já que geralmente não é empregado nenhum diferencial central, mas a tração é transmitida de um diferencial para outro, de forma sequencial, através de eixo Cardan.

[0008] Uma solução que se mostrou bastante prática e funcional está revelada no pedido de patente BR10 2015 018592-8, prioridade do pedido de patente internacional PCT/BR2016/050182, os quais são aqui incorporados à título de referência e, de um modo geral, refere-se a um eixo de transmissão de um veículo automotor que permite seu engate e desengate para possibilitar a seleção de tração do veículo e, com isso, possibilitar o levantamento do eixo desacoplado para transformar de forma rápida e prática um veículo com configuração de tração, por exemplo 6x4 ou 8x4, em uma configuração de tração 6x2 ou 8x2. Como resultado, o mesmo veículo de transporte rodoviário de cargas consegue trabalhar em diferentes condições de acordo com o local e a carga transportada.

[0009] Dessa forma, apesar de se mostrar altamente funcional a solução proposta no estado da técnica, verificou-se que persiste a necessidade de prover um método de controle que garanta o adequado acionamento dos sistemas e mecanismos de acoplamento e içamento de eixos, mas principalmente a segurança do veículo, do condutor e das rodovias. A presente invenção busca contornar esta limitação do estado da técnica.

Descrição da Invenção

[0010] Diante do cenário acima apresentado, é um dos objetivos da presente invenção prover um método para controlar a operação do eixo traseiro de um conjunto de eixos combinados tracionados, particularmente de veículos de transporte de cargas rodoviário com pelo menos dois eixos tracionados, tal como por exemplo nas configurações de tração 6x4 e 8x4. [001 1 ] De modo mais particular, é um dos objetivos da presente invenção prover um método para controlar de forma adequada e eficaz o acionamento dos sistemas e mecanismos de acoplamento de tração e içamento do eixo traseiro do conjunto de eixos combinados tracionados de um veículo de transporte de cargas rodoviário.

[0012] Assim, no intuito de se atingir os objetivos e efeitos técnicos e funcionais acima comentados, bem como outras vantagens, a invenção em questão refere-se a um método para o monitoramento e controle de operação de um eixo traseiro deum veículo, particularmente daqueles utilizados para transporte de cargas, sendo inicialmente compreendido pelo acionamento de um botão de atuação que fica, usualmente, no interior da cabine do referido veículo, a partir do qual possui as seguintes etapas de execução:

a) verificar se o eixo traseiro está travado:

a1 ) se sim, permanecer travado;

a2) se não, aguardar a checagem do estado do veículo:

b) verificar o estado do veículo - se está ligado:

b1 ) se não, não libera o levantamento do eixo traseiro;

b2) se sim, verificar o estado do veículo - se está parado:

b3) se não, retornar para a etapa (b1 );

b4) se sim, verificar o estado do veículo - se está descarregado: b5) se não, retornar para a etapa (b1 );

b6) se sim, verificar o estado do veículo - se está com ar suficiente no sistema pneumático:

b7) se não, retornar para a etapa (b1 )

b8) se sim, verificar se o veículo está carregado com a capacidade abaixo do limite de rodagem com todos os eixos tracionados do conjunto de eixos:

b9) se não, não libera a tração da extremidade de roda b10) se sim, emitir sinais elétricos para as válvulas solenoides, respectivamente:

- para alimentar com ar pneumático o mecanismo de liberação do eixo cardan;

- para alimentar com ar pneumático o mecanismo de içamento/levantamento do eixo traseiro.

[0013] De acordo com uma concretização da presente invenção, durante a etapa (b8) para verificação do peso do veículo com carga, o limite de rodagem com todos os eixos tracionados do conjunto de eixos deve ser de 43 toneladas. Logicamente, tal limite pode variar de acordo com a legislação do país em que o veículo for rodar. Neste contexto, particularmente de acordo com a concretização da presente invenção, na etapa (b8) é analisado se o veículo está carregado com até 43 toneladas.

[0014] Segundo outra realização da presente invenção, durante a referida etapa (b10), é possível prever que os sinais elétricos sejam emitidos para as válvulas solenoides para promover a alimentação de ar pneumático no mecanismo de liberação das extremidades de rodas, e/ou para as válvulas solenoides para propiciar a alimentação com ar pneumático de um mecanismo de liberação do sistema de travamento do eixo traseiro, o qual é, segundo uma das realizações possíveis, disposto no diferencial do primeiro eixo traseiro do conjunto de eixos do veículo.

[0015] Adicionalmente, de acordo com outra realização da presente invenção, e mais particularmente a uma realização complementar, o método compreende a desativação do referido botão de atuação e, a partir desse momento, executa-se as seguintes etapas:

b) verificação do estado do veículo - se está ligado:

b1 ) se não, não libera o abaixamento do eixo traseiro;

b2) se sim, verificar o estado do veículo - se está parado: b3) se não, retorna para a etapa (b1 );

b10) se sim, emitir sinais elétricos para as válvulas solenoides para liberar o ar pneumático do mecanismo de içamento/levantamento do eixo traseiro;

c) aguardar um período de tempo predeterminado At e emitir novos sinais elétricos para as válvulas solenoides para liberar o ar pneumático do mecanismo de liberação do eixo cardan.

[0016] Opcionalmente, conforme outra concretização da presente invenção, na etapa (b10), os sinais elétricos podem ser emitidos para as válvulas solenoides para propiciar a liberação do ar pneumático do mecanismo de liberação da extremidade das rodas.

[0017] Ainda, de acordo com uma outra realização do método da presente invenção, durante a etapa (c), e mais particularmente, após aguardar o período de tempo predeterminado At, os sinais elétricos são emitidos para as válvulas solenoides de modo a liberar o ar pneumático do mecanismo de liberação do sistema de travamento do eixo traseiro.

[0018] De acordo com concretizações possíveis da presente invenção, o período de tempo predeterminado At, estabelecido na etapa (c), é da ordem de 15-45 segundos, e mais particularmente, de 30 segundos.

Descrição Resumida dos Desenhos

[0019] As características, vantagens e efeitos técnicos da presente invenção, conforme acima indicados, serão compreendidos de forma mais adequada por um técnico no assunto a partir da descrição detalhada a seguir, feita a título meramente exemplificativo, e não restritivo, de concretizações preferenciais da invenção, as quais são baseadas nas figuras esquemáticas anexas, as quais:

[0020] A Figura 1 é uma vista lateral esquemática de um veículo de transporte de cargas, tal como um caminhão, que possui uma configuração de tração 6x4, por exemplo com um conjunto de eixos combinados tracionados do tipo tandem;

[0021 ] A Figura 2 mostra um fluxograma esquemático do método para controlar a operação do eixo traseiro de um veículo automotor, de acordo com a presente invenção, na condição de ativação;

[0022] A Figura 3 mostra outro fluxograma esquemático do método para controlar a operação do eixo traseiro de um veículo automotor, de acordo com a presente invenção, na condição de desativação;

[0023] A Figura 4 mostra um diagrama de blocos esquemático dos componentes atuadores responsáveis pelo método para controlar a operação do eixo traseiro do veículo automotor, segundo a presente invenção.

Descrição de Realizações da Invenção

[0024] Inicialmente, a título meramente ilustrativo e para a melhor compreensão da presente invenção, tal como deve ser apreciado pelos técnicos no assunto, a Figura 1 representa esquematicamente um veículo rodoviário para o transporte de cargas ou bens, tal como um caminhão (V) que compreende um conjunto de eixos tracionados do tipo tandem (T) com uma configuração de tração do tipo 6x4.

[0025] Assim, conforme indicado na Figura 1 , o caminhão (V) compreende uma cabine (O) para o operador/condutor e sob a qual estão previstos um conjunto de transmissão de trem de força (F), tal como um motor a combustão associado ao câmbio, que estão montados sobre o chassi (C) que também suporta um eixo dianteiro (E1 ) e o conjunto de eixos tracionados do tipo tandem (T) formado por um primeiro eixo traseiro (E2) e um segundo eixo traseiro (E3). A partir do câmbio, se estende um primeiro eixo cardan (EC1 ) para um primeiro diferencial do primeiro eixo traseiro (E2) e, a partir do diferencial do primeiro eixo traseiro (E2), estende-se um segundo eixo cardan (EC2) para o diferencial do segundo eixo traseiro (E3). Com isso, a potência é, de forma geral, dividida equitativamente do primeiro e segundo diferenciais para as rodas (R2, R3) dos primeiro e segundo eixos traseiros (E2, E3). Ainda, sabe-se que os diferenciais transmitem a potência para as rodas de cada eixo de uma maneira usual utilizando-se um sistema de coroa/pinhão e engrenagens epicicloidais, de forma bem conhecida pelos técnicos no assunto. Outros detalhes do veículo (V) estão representados de forma esquemática e dispensam maiores explicações, já que são bem conhecidos em veículos de transporte de cargas conhecidos no estado da técnica.

[0026] Tal como indicado acima, é desejável que, para determinadas aplicações, como por exemplo, nos veículos sem cargas, que não seja transmitida potência do diferencial do primeiro eixo traseiro (E2) para o diferencial do segundo eixo traseiro (E3), fazendo com que o veículo assuma uma configuração de tração 6x2. Com esta configuração de tração 6x2, é possível que o terceiro eixo (E3) - ou segundo eixo traseiro seja levantado, de forma a economizar combustível e pneus. A forma de levantamento do segundo eixo traseiro (E3) pode ser feita por meios usuais conhecidos, tal como aproveitando os sistemas pneumáticos comumente presentes nos veículos para transporte de cargas, como os caminhões (V). Esse tipo de desacoplamento da tração do segundo eixo traseiro pode ser obtido através de sistemas e mecanismos conforme definido no documento de patente BR10 2015 018592-8, prioridade do pedido de patente internacional PCT/BR2016/050182, os quais são aqui incorporados à título de referência.

[0027] Adicionalmente, também incorporados ao presente como referência, destaca-se os pedidos de patentes BR 10 2016 029390-1 , BR 10 2016 029395-2 e BR 10 2016 029398-7, os quais referem-se a sistemas e mecanismos capazes de seletivamente promover o desacoplamento de um dos eixos tracionados, assim como o desacoplamento das rodas individualmente através, dentre uma série de meios possíveis, do sistema pneumático dos caminhões (V).

[0028] A presente invenção visa, justamente, monitorar e controlar de forma segura a operação do referido eixo traseiro e, mais especificamente, um método capaz de controlar os mecanismos e sistemas de acoplamento e desacoplamento dos eixos e rodas, assim como os sistemas e mecanismos de içamento do eixo desacoplado. De acordo com uma concretização da presente invenção, o referido método é destinado ao controle da operação do segundo eixo traseiro (E3), de forma a transformar a configuração de tração 6x4 para uma configuração de tração 6x2, juntamente com o levantamento do eixo desacoplado para obter os benefícios económicos com o consumo de combustível e desgastes de pneus.

[0029] Naturalmente, a presente descrição detalhada de uma realização da invenção, faz-se referência a uma configuração de tração 6x4 e 6x2, mas naturalmente a invenção pode ser empregada em qualquer configuração de tração em que se deseja ativar ou desativar um eixo tracionado, tal como uma configuração de tração 4x4 / 4x2, ou 8x4 / 8x2 etc.

[0030] Diante do cenário acima sumarizado, e conforme representado nas figuras anexas, pode-se dizer que o método para monitoramento e controle de operação do eixo traseiro do conjunto de eixos combinados tracionados, segundo a presente invenção, inicia-se com o operador/condutor do veículo (V) acionando o botão de atuação que, segundo uma concretização está disposto no interior da cabine (O) do veículo (V). A partir deste momento, o método para controlar a operação do eixo do veículo é compreendido, basicamente, pelas seguintes etapas:

a) verificar se o eixo traseiro está travado:

a1 ) se sim, permanecer travado;

a2) se não, aguardar a checagem do estado do veículo (V): b) verificar o estado do veículo - se está ligado:

b1 ) se não, não libera o levantamento do eixo traseiro;

b2) se sim, verificar o estado do veículo - se está parado:

b3) se não, retornar para a etapa (b1 );

b4) se sim, verificar o estado do veículo - se está descarregado: b5) se não, retornar para a etapa (b1 );

b6) se sim, verificar o estado do veículo - se está com ar suficiente no sistema pneumático:

b7) se não, retornar para a etapa (b1 )

b8) se sim, verificar se o veículo está carregado com a capacidade abaixo do limite de rodagem com todos os eixos tracionados do conjunto de eixos:

b9) se não, não libera a tração da extremidade de roda b10) se sim, emitir sinais elétricos para as válvulas solenoides, respectivamente:

- para alimentar com ar pneumático o mecanismo de liberação do eixo cardan;

- para alimentar com ar pneumático o mecanismo de içamento/levantamento do eixo traseiro.

[0031 ] Adicionalmente, de acordo com uma realização opcional da presente invenção, o método para controlar a operação do eixo do veículo (V) é destinado aos caminhões para transporte de cargas e cujo limite de rodagem com todos os seus eixos tracionados do conjunto de eixos é de 43 toneladas, portanto, na referida etapa (b8), o método checa se o veículo está carregado com até 43 toneladas. Caso seja detectado que não está dentro do limite, retorna-se à etapa (b1 ), na qual bloqueia-se o levantamento do eixo.

[0032] Também, de acordo com a referida etapa (b10), segundo uma outra concretização alternativa da presente invenção, o método para controlar a operação do eixo do veículo (V) pode emitir sinais elétricos para as válvulas solenoides que alimentam com ar pneumático o mecanismo de liberação da extremidade das rodas. Neste caso, o veículo (V) está equipado com um sistema de liberação de roda, tal como definido pelos documentos de patentes BR 10 2016 029395-2 e BR 10 2016 029398-7, citados meramente à título de referência.

[0033] Opcionalmente, ainda com relação à referida etapa (b10) do método para controlar a operação do eixo do veículo (V), é possível que seja emitido outro sinal elétrico para as válvulas solenoides que alimentam o mecanismo de liberação do sistema de travamento do eixo traseiro, mais especificamente, o mecanismo disposto no diferencial do primeiro eixo traseiro (E2), cuja construção pode ser observada segundo os ensinamentos revelados no documento de patente BR 10 2016 029390-1 , incorporado ao presente como mera referência.

[0034] De acordo com uma concretização da presente invenção, o presente método para controlar a operação do eixo do veículo (V) é aplicado ao segundo eixo traseiro (E3), e com isso, permitindo que um mesmo veículo consiga trabalhar em uma configuração de tração 6x4 ou 6x2, propiciando maior flexibilidade ao condutor/operador que poderá, dessa forma, rebocar diferentes tipos, modelos e capacidade de carretas.

[0035] Dando continuidade ao método para monitoramento e controle de operação do eixo traseiro do conjunto de eixos combinados tracionados, segundo a presente invenção, quando o condutor/operador do veículo (V) deseja desativar os sistemas e mecanismos de acoplamento e desacoplamento dos eixos e rodas, assim como os sistemas e mecanismos de içamento do eixo desacoplado, é necessário desativar o botão de atuação que, normalmente está no interior da cabine (O) do veículo (V) e, a partir desse momento, o método para controlar a operação do eixo do veículo é compreendido, basicamente, pelas seguintes etapas:

b) verificar o estado do veículo - se está ligado:

b1 ) se não, não libera o abaixamento do eixo traseiro;

b2) se sim, verificar o estado do veículo - se está parado:

b3) se não, retorna para a etapa (b1 );

b10) se sim, emitir sinais elétricos para as válvulas solenoides para liberar o ar pneumático do mecanismo de içamento/levantamento do eixo traseiro;

c) aguardar um período de tempo predeterminado At e emitir novos sinais elétricos para as válvulas solenoides para liberar o ar pneumático do mecanismo de liberação do eixo cardan.

[0036] Da mesma forma que no modo de acionamento do botão de atuação, no modo de desativação do referido botão durante a etapa (b10), segundo uma realização alternativa da presente invenção, o método para controlar a operação do eixo do veículo (V) pode emitir sinais elétricos para as válvulas solenoides responsáveis pela descarga do ar pneumático do mecanismo de liberação da extremidade das rodas. Neste caso, o veículo (V) é equipado com o sistema de liberação de roda, tal como definido pelos documentos de patentes BR 10 2016 029395-2 e BR 10 2016 029398-7, citados à título de referência.

[0037] Ainda, conforme outra realização opcional da presente invenção, no modo de desativação do botão de atuação e, especificamente na etapa (c), após aguardar o período de tempo predeterminado At, emite-se outros sinais elétricos para as válvulas solenoides responsáveis pela descarga do ar pneumático do mecanismo de liberação do sistema de travamento do eixo traseiro, mais particularmente, o mecanismo disposto no diferencial do primeiro eixo traseiro (E2), cuja construção pode ser observada segundo os ensinamentos revelados no documento de patente BR 10 2016 029390-1 , incorporado ao presente como mera referência.

[0038] De acordo com uma concretização da presente invenção, o período de tempo predeterminado At, estabelecido na etapa (c), é da ordem de 15-45 segundos, e mais particularmente, de cerca de 30 segundos.

[0039] Assim, ao final, após conclusão das etapas acima comentadas, o referido veículo (V) retorna à sua configuração de tração original, tal como 6x4, onde o referido segundo eixo traseiro (E3) é posicionado de modo a dispor suas rodas em contato com o chão, e os mecanismos de tração são devidamente conectados para transferir potência para o referido eixo.

[0040] Apenas a título ilustrativo, a Figura 4 mostra uma representação esquemática através de um diagrama de blocos, no qual são identificados os principais parâmetros que são monitorados e controlados através do presente método para monitoramento e controle de operação do eixo traseiro do conjunto de eixos combinados tracionados de um veículo. Mais particularmente, de um lado é possível constatar os parâmetros de entrada, quais sejam, sinais do funcionamento do motor, sensores de velocidade, sensores de carga, indicadores dos sistemas de travamento, assim como sinais do mecanismo e sistema de içamento/levantamento do eixo. De outro lado, verifica-se os sinais de saída responsáveis por acionar as válvulas solenoides que controlam a alimentação e liberação do ar pneumático dos sistemas e mecanismos de liberação de roda, de bloqueio, e de liberação do eixo cardan.

[0041 ] Além disso, como forma de interação do operador/condutor do veículo (V), é possível dispor indicadores sobre o estado funcional do veículo, de acordo com o monitoramento conduzido pelo presente método de monitoramento e controle de operação do eixo traseiro do veículo, por exemplo, indicadores luminosos como lâmpadas e letreiros, ou mesmo uma interface computacional capaz de apresentar representações gráficas etc. [0042] Assim, diante do acima discutido, torna-se possível constatar que, o método para monitoramento e controle de operação do eixo traseiro de um veículo de transporte de carga com eixos combinados tracionados, de acordo com a presente invenção, é capaz de assegurar o funcionamento adequado dos mecanismos e sistemas de travamento e de içamento/levantamento do eixo e, mais especificamente, controlar de modo efetivo as condições seguras para que se permita o desacoplamento e levantamento do eixo apenas após identificação de determinados parâmetros de funcionamento que não coloquem em risco o operador/condutor e terceiros.

[0043] Por fim, considerando o acima apresentado, é importante ficar claro que a presente descrição tem como objetivo apenas apresentar e definir de modo exemplificativo concretizações preferenciais do método para monitoramento e controle de operação do eixo traseiro de um veículo para transporte de carga Logo, como bem devem apreciar os técnicos no assunto, diversas modificações e combinações construtivas e executivas de elementos e etapas equivalentes são possíveis sem, com isso, fugir do escopo de proteção definido pelas reivindicações anexas.