BR102015031651A2 - DEPLOYMENT AND ENGINE DEVICE COMBUSTION FOR A WORK MACHINE, AND CONTROL PROCEDURE OF SUCH DEVICE - Google Patents
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Abstract
patente de invenção: "dispositivo de desligamento e partida de motor a combustão para uma máquina de trabalho, e processo de controle de tal dispositivo". a presente invenção pertence ao setor técnico das máquinas de trabalho. a invenção refere-se a um dispositivo de desligamento e partida (10) de motor a combustão (4) para uma máquina de trabalho fora-de-estrada (1) que se move de maneira cíclica em uma área de trabalho circunscrita, incluindo uma unidade de controle de desligamento e partida (18). o dispositivo compreende: – um sistema de localização capaz de determinar a posição relativa ou absoluta da máquina (1); – uma especificação de zonas de segurança em uma área de trabalho circunscrita, essa especificação sendo armazenada na unidade de controle de desligamento e partida (18); – um inibidor de função, incluso na unidade de controle de desligamento e partida (18), capaz de inibir o desligamento do motor (4) pela unidade de controle de desligamento e partida (18), se a má- quina (1) estiver dentro de uma zona de segurança. a presente invenção refere-se também a um processo de controle de tal dispositivo de desligamento e partidapatent: "combustion engine shutdown and start device for a working machine, and process control of such device". The present invention belongs to the technical sector of the working machines. The invention relates to a combustion engine disconnecting and starting device (10) for an off-road working machine (1) which moves cyclically in a circumscribed work area, including a shutdown and start control unit (18). the device comprises: - a locating system capable of determining the relative or absolute position of the machine (1); - a safety zone specification in a circumscribed work area, that specification being stored in the shutdown and start control unit (18); - a function inhibitor, included in the shutdown and start control unit (18), capable of inhibiting motor shutdown (4) by the shutdown and start control unit (18), if the machine (1) is within a safe zone. The present invention also relates to a method of controlling such shutdown and start-up device.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVO DE DESLIGAMENTO E PARTIDA DE MOTOR A COMBUSTÃO PARA UMA MÁQUINA DE TRABALHO, E PROCESSO DE CONTROLE DE TAL DISPOSITIVO".Report of the Invention Patent for "COMBUSTION ENGINE STARTING AND STARTING DEVICE FOR A WORKING MACHINE, AND SUCH DEVICE CONTROL PROCESS".
[001] A presente invenção refere-se à área das máquinas de trabalho fora-de-estrada e a técnicas para diminuir o custo operacional e para aumentar a segurança de uso de tais máquinas.[001] The present invention relates to the field of off-road work machines and techniques for lowering the operating cost and for increasing the safety of use of such machines.
[002] As máquinas de trabalho fora-de-estrada são máquinas de grande dimensão e peso, geralmente usadas em indústrias pesadas ou na exploração de recursos naturais.[002] Off-road work machines are large and heavy machinery, generally used in heavy industries or in the exploitation of natural resources.
Descrição do estado da técnica [003] O documento WO2015/088939 descreve um sistema de desligamento e partida do motor a combustão de uma máquina capaz de desligar o motor a combustão quando a máquina não está se movimentando, e de ligar novamente o motor a combustão quando da respectiva necessidade. A máquina inclui ainda um sistema de posicionamento e de comunicação.Description of the prior art WO2015 / 088939 describes a combustion engine shutdown and start system of a machine capable of shutting down the combustion engine when the machine is not moving, and of restarting the combustion engine when necessary. The machine also includes a positioning and communication system.
[004] Em um conjunto de máquinas equipadas com tal sistema de desligamento e partida, cada máquina é capaz de transmitir às outras máquinas, por meio do sistema de posicionamento e de comunicação, a sua posição e diversas outras informações. Em um exemplo descrito, o sistema de desligamento e partida desliga o motor de uma primeira máquina que está parada. Essa primeira máquina recebe em seguida, pelo sistema de posicionamento e de comunicação, a informação de que uma segunda máquina está próxima a ela e está se movendo a uma velocidade máxima predefinida em direção à primeira máquina. Nesse caso, o sistema de desligamento e partida da primeira máquina parte novamente o motor desta primeira máquina de modo que ela esteja pronta para se mover.[004] In a set of machines equipped with such a shutdown and start system, each machine is capable of transmitting its position and other information by means of the positioning and communication system. In an example described, the shutdown and start system shuts down the engine of a first machine that is stopped. This first machine then receives from the positioning and communication system the information that a second machine is near it and is moving at a preset maximum speed towards the first machine. In this case, the first machine shutdown and start system restarts the engine of this first machine so that it is ready to move.
[005] Em outro exemplo descrito, uma primeira máquina está em uma fila de máquinas, com uma segunda máquina em frente a essa na fila. Assim, a primeira máquina recebe, pelo sistema de posicionamento e de comunicação, a informação de que a segunda máquina está se movendo para frente, ou seja, que a fila está avançando. Nesse caso, a primeira máquina ativa um modo de reinicialização de movimento de máquina para permitir que a primeira máquina avance também na fila.[005] In another example described, a first machine is in a queue of machines, with a second machine in front of this one in the queue. Thus, the first machine receives, by the positioning and communication system, the information that the second machine is moving forward, that is, that the queue is advancing. In this case, the first machine activates a machine motion reset mode to allow the first machine to advance in the queue as well.
[006] Ainda que este sistema possa evitar colisões entre duas máquinas, isto não é suficiente para garantir a segurança de uma máquina trabalhando em situações de perigo.Although this system can avoid collisions between two machines, this is not sufficient to ensure the safety of a machine working in hazardous situations.
Breve descrição da invenção [007] O propósito da presente invenção é de otimizar os processos e os dispositivos conhecidos.Brief Description of the Invention The purpose of the present invention is to optimize known processes and devices.
[008] Com efeito, a invenção está relacionada com um dispositivo de desligamento e partida de motor a combustão para uma máquina de trabalho fora-de-estrada que se move de maneira cíclica em uma área de trabalho circunscrita, incluindo uma unidade de controle de desligamento e partida conectada à unidade de controle de motor da máquina de modo que a unidade de controle de desligamento e partida possa indicar à unidade de controle de motor o desligamento do motor se condições de desligamento estiverem verificadas, e a partida do motor se condições de partida estiverem verificadas, o dispositivo compreendendo: [009] - um sistema de localização capaz de determinar a posição relativa ou absoluta da máquina;In fact, the invention relates to a combustion engine shutdown and starting device for a cyclically moving off-road working machine in a confined working area, including a control unit for shutdown and start connected to the engine control unit of the machine so that the shutdown and start control unit can indicate to the engine control unit the engine shutdown if shutdown conditions are met, and the engine start if are checked, the device comprising: a locating system capable of determining the relative or absolute position of the machine;
[0010] - uma especificação de zonas de segurança em uma área de trabalho circunscrita, essa especificação sendo armazenada na unidade de controle de desligamento e partida;[0010] - a specification of safety zones in a circumscribed work area, that specification being stored in the shutdown and start control unit;
[0011] - um inibidor de função, incluso na unidade de controle de desligamento e partida, capaz de inibir o desligamento do motor pela unidade de controle de desligamento e partida, se a máquina estiver dentro de uma zona de segurança.[0011] - A function inhibitor, included in the shutdown and start control unit, capable of inhibiting engine shutdown by the shutdown and start control unit if the machine is within a safe zone.
[0012] Outro objeto da invenção é um processo de controle de tal dispositivo que compreende as seguintes etapas: [0013] - determinar zonas de segurança da área de trabalho circunscrita e armazenar a especificação dessas zonas de segurança na unidade de controle de desligamento e partida;[0012] Another object of the invention is a process of controlling such a device which comprises the following steps: - determining circumscribed workspace safety zones and storing the specification of these safety zones in the shutdown and start control unit. ;
[0014] - inibir o desligamento do motor pela unidade de controle de desligamento e partida se a máquina está em uma zona de segurança.[0014] - inhibit engine shutdown by the shutdown and start control unit if the machine is in a safe zone.
[0015] A invenção garante a segurança de uma máquina trabalhando em um ambiente de exploração cuja segurança pode ser comprometida se diversas medidas não forem tomadas.[0015] The invention ensures the safety of a machine working in an operating environment whose safety can be compromised if several measures are not taken.
[0016] A definição de zonas de segurança para todas as máquinas trabalhando em uma mesma área permite uma segurança suplementar.Defining security zones for all machines working in the same area allows for additional security.
[0017] A posição da máquina munida do dispositivo de desligamento e partida é constantemente monitorada e avaliada para determinar se a máquina está em uma zona de segurança, ou seja, uma zona perigosa, na qual é recomendado exercer uma vigilância constante. Nessas zonas de segurança, o dispositivo de desligamento e partida é inibido e o motor a combustão da máquina não pode ser desligado automaticamente quando a máquina se encontra em uma zona de segurança.[0017] The position of the machine fitted with the shut-off and start-up device is constantly monitored and evaluated to determine if the machine is in a safe zone, ie a hazardous zone in which constant vigilance is recommended. In these safety zones, the shutdown and start-up device is inhibited and the combustion engine of the machine cannot be switched off automatically when the machine is in a safe zone.
[0018] As zonas de segurança podem ser definidas de maneira absoluta, quando especificadas, por exemplo, por uma delimitação em um mapa, ou de maneira relativa, quando especificadas, por exemplo, por uma zona definida ao redor de um equipamento perigoso ou de uma zona perigosa.Safety zones may be defined absolutely when specified, for example, by a boundary on a map, or relatively when specified, for example, by a defined area around hazardous equipment or a dangerous zone.
[0019] As zonas de segurança estão pré-programadas na unidade de controle de desligamento e partida em função da geografia e dos equipamentos presentes na área de trabalho. A configuração das zonas de segurança pode ser alterada na unidade de controle de desligamento e partida.Safety zones are pre-programmed in the shutdown and start control unit depending on the geography and equipment present in the work area. The setting of safety zones can be changed at the shutdown and start control unit.
[0020] O desligamento automático do motor em todas as zonas fora das zonas de segurança permite uma economia de combustível e, portanto, o custo operacional da exploração é reduzido. Isto ocorre sem que se limite a segurança, já que a inibição do desligamento automático do motor em zonas de segurança garante que a máquina mantenha a sua capacidade de mobilidade nessas zonas independentemente do que ocorre nelas.Automatic engine shutdown in all areas outside the safety zones results in fuel economy and therefore the operating cost of the operation is reduced. This occurs without limiting safety, as inhibiting automatic engine shutdown in safe zones ensures that the machine maintains its mobility capability in those zones regardless of what occurs in them.
[0021] As características preferidas que podem complementar o dispositivo ou o processo de acordo com a invenção são a seguir indicadas. O dispositivo ou o processo pode incluir uma dessas características ou um conjunto dessas características combinadas.Preferred features that may complement the device or process according to the invention are set forth below. The device or process may include one of these characteristics or a combination of these characteristics.
[0022] O sistema de localização inclui um receptor de geolocaliza-ção.The location system includes a geo-location receiver.
[0023] O receptor de geolocalização é um receptor de posicionamento por satélite indicando a posição absoluta da máquina.The geolocation receiver is a satellite positioning receiver indicating the absolute position of the machine.
[0024] As zonas de segurança estão especificadas pelas suas coordenadas.[0024] Safety zones are specified by their coordinates.
[0025] O sistema de localização inclui uma célula de carga capaz de indicar o peso da carga da máquina, a unidade de controle de desligamento e partida determinando a posição da máquina no ciclo a partir de uma informação de carga.The locating system includes a load cell capable of indicating the load weight of the machine, the shutdown and start control unit determining the position of the machine in the cycle from a load information.
[0026] A unidade de controle de desligamento e partida é capaz de armazenar a variação do peso da carga da máquina em função do tempo para determinar a posição da máquina no ciclo a partir da célula de carga.[0026] The shutdown and start control unit is capable of storing the change in machine load weight as a function of time to determine the machine position in the cycle from the load cell.
[0027] As zonas de segurança estão especificadas pela lista das áreas consideradas perigosas.Safety zones are specified by the list of areas considered to be hazardous.
[0028] O dispositivo inclui um receptor de radiofrequência capaz de detectar a presença de um identificador de radiofrequência indicando uma área ou um equipamento perigoso.The device includes a radio frequency receiver capable of detecting the presence of a radio frequency identifier indicating a hazardous area or equipment.
[0029] O receptor de radiofrequência é capaz de determinar a distância a que se encontra um identificador de radiofrequência.The radio frequency receiver is capable of determining the distance to which a radio frequency identifier is located.
[0030] A máquina inclui também um identificador de radiofrequência.The machine also includes a radio frequency identifier.
[0031] As zonas de segurança estão especificadas pela lista dos identificadores de radiofrequência que indicam uma área perigosa.Safety zones are specified by the list of radio frequency identifiers indicating a hazardous area.
[0032] O processo compreende ainda, antes de inibir o desligamento do motor, a etapa de determinar a posição da máquina por meio de um receptor de geolocalização e detectar se a máquina está em uma zona de segurança.The process further comprises, prior to inhibiting engine shutdown, the step of determining the position of the machine by means of a geolocation receiver and detecting whether the machine is in a safe zone.
[0033] O processo compreende ainda, antes de inibir o desligamento do motor, a etapa de determinar a posição da máquina no ciclo por meio de uma célula de carga e detectar se a máquina está em uma zona de segurança.The process further comprises, before inhibiting engine shutdown, the step of determining the position of the machine in the cycle by means of a load cell and detecting whether the machine is in a safe zone.
[0034] O processo compreende ainda, antes de inibir o desligamento do motor, a etapa de determinar a proximidade de um identificador de radiofrequência por meio de um receptor de radiofrequência e detectar se a máquina está em uma zona de segurança.The process further comprises, prior to inhibiting engine shutdown, the step of determining the proximity of a radio frequency identifier via a radio frequency receiver and detecting whether the machine is in a safe zone.
Descrição resumida das figuras [0035] A invenção é pormenorizada abaixo pela descrição de uma concretização preferida, exemplificada pelas figuras, nas quais: [0036] - a figura 1 representa uma máquina de trabalho fora-de-estrada equipada com um dispositivo de desligamento e partida de acordo com a invenção;Brief Description of the Figures The invention is detailed below by the description of a preferred embodiment, exemplified by the figures, in which: Figure 1 depicts an off-road work machine equipped with a disconnect device and departure according to the invention;
[0037] - a figura 2 é um diagrama de blocos ilustrando a arquitetura do dispositivo de desligamento e partida de acordo com a invenção;Figure 2 is a block diagram illustrating the architecture of the shutdown and start device according to the invention;
[0038] - a figura 3 ilustra esquematicamente várias máquinas ope- rando em uma área de trabalho circunscrita.[0038] - Figure 3 schematically illustrates several machines operating in a circumscribed work area.
Descrição detalhada das figuras [0039] A figura 1 representa uma máquina 1 de trabalho fora-de-estrada em uma vista lateral. Este tipo de máquina é previsto para trabalhos de grande escala, o que implica grandes dimensões, pesos e forças envolvidos.Detailed Description of the Figures Figure 1 represents an off-road working machine 1 in a side view. This type of machine is intended for large scale jobs, which implies large dimensions, weights and forces involved.
[0040] Neste exemplo ilustrativo, a máquina 1 é um veículo de transporte de carga munido de uma caçamba 2. Tal máquina pode ser usada para transportar significativas quantidades de material de trabalho em áreas como, por exemplo, de mineração, de agricultura, ou da construção civil. Usualmente, tais máquinas não cumprem as normas de segurança rodoviárias usuais e não podem ser usadas nas estradas. Elas são destinadas a atuar em áreas de trabalho circunscritas onde são aplicadas normas de segurança específicas relacionadas a essas áreas perigosas.In this illustrative example, machine 1 is a cargo transport vehicle fitted with a bucket 2. Such a machine can be used to transport significant amounts of work material in areas such as mining, agriculture, or of building construction. Usually, such machines do not meet usual road safety standards and cannot be used on the roads. They are intended to work in circumscribed work areas where specific safety rules related to these hazardous areas apply.
[0041] A máquina 1 compreende uma cabine 3, na qual o operador sobe usualmente por uma escada. As normas de segurança específicas exigem usualmente que os pedestres sejam proibidos na área de trabalho circunscrita e o operador pode subir ou descer da cabine 3 somente em determinadas zonas protegidas.The machine 1 comprises a cabin 3, in which the operator usually climbs a ladder. Specific safety standards usually require pedestrians to be prohibited in the confined working area and the operator may only go up or down from cab 3 in certain protected zones.
[0042] A máquina 1 inclui um motor a combustão 4 para a sua propulsão. A propulsão pode ser direta, com o motor 4 acionando as rodas da máquina 2 por meio de elementos de transmissão, ou indireta, com o motor 4 produzindo energia elétrica que vai alimentar motores elétricos ligados às rodas da máquina. O motor a combustão, além da propulsão, é usualmente utilizado para alimentar pelo menos um circuito hidráulico responsável pelo acionamento de vários componentes da máquina 1 tais como os freios ou a caçamba 2.Machine 1 includes a combustion engine 4 for its propulsion. Propulsion may be direct, with motor 4 driving the wheels of machine 2 by means of transmission elements, or indirect, with motor 4 producing electric power that will power electric motors attached to the wheels of the machine. The combustion engine, in addition to propulsion, is usually used to power at least one hydraulic circuit responsible for driving various components of machine 1 such as the brakes or the bucket 2.
[0043] A máquina 1 compreende vários sensores usuais para monitorar dados relacionados com o trabalho. A máquina 1 compreende adicionalmente uma célula de carga 5 para determinar o peso da carga transportada na caçamba 2.Machine 1 comprises several usual sensors for monitoring work-related data. The machine 1 further comprises a load cell 5 for determining the weight of the load carried on the bucket 2.
[0044] A máquina 1 inclui ainda dispositivos de comunicação e detecção tais como um receptor de geolocalização 6, um receptor de radiofrequência 7, ou um identificador de radiofrequência 8.Machine 1 further includes communication and detection devices such as a geolocation receiver 6, a radio frequency receiver 7, or a radio frequency identifier 8.
[0045] O receptor de geolocalização 6 permite à máquina 1 determinar a sua posição geográfica absoluta em um sistema de coordenadas. O receptor de geolocalização 6 pode ser, por exemplo, um receptor GPS ("Global Positioning System") de localização por satélite.The geolocation receiver 6 allows machine 1 to determine its absolute geographical position in a coordinate system. The geolocation receiver 6 may be, for example, a satellite (Global Positioning System) GPS receiver.
[0046] O receptor de radiofrequência 7 é um dispositivo que é capaz de detectar a presença de um indicador de radiofrequência a uma determinada distância. Outros elementos presentes na área de trabalho circunscrita podem incluir um indicador de radiofrequência de modo que, quando a máquina 1 se aproxima desses elementos a menos de uma predeterminada distância, o receptor de radiofrequência 7 detecta essa operação.The radio frequency receiver 7 is a device that is capable of detecting the presence of a radio frequency indicator at a certain distance. Other elements present in the circumscribed work area may include a radiofrequency indicator such that when machine 1 approaches these elements within a predetermined distance, the radio frequency receiver 7 detects such operation.
[0047] A máquina 1 está também equipada com um identificador de radiofrequência 8 que pode ser, por exemplo, um identificador de tipo RFID ("Radio Frequency IDentification") operando em uma frequência situada usualmente entre 100 KHz e 5,8 GHz e que pode ser conforme, por exemplo, ao padrão ISO 18000.Machine 1 is also equipped with a radio frequency identifier 8 which may be, for example, a Radio Frequency IDentification (RFID) type identifier operating at a frequency usually between 100 KHz and 5.8 GHz and may conform, for example, to ISO 18000.
[0048] Com o propósito de reduzir o consumo de combustível da máquina 1, o motor a combustão 4 é munido de um dispositivo de desligamento e partida capaz de desligar o motor 4 quando a máquina 1 está parada e de ligar novamente o motor 4 quando a máquina 1 necessita que o motor 4 seja acionado.In order to reduce the fuel consumption of machine 1, the combustion engine 4 is provided with a stop and start device capable of shutting down engine 4 when machine 1 is stopped and restarting engine 4 when machine 1 requires motor 4 to be started.
[0049] A figura 2 ilustra a arquitetura do dispositivo de desligamento e partida 10 e a sua relação com outros elementos da máquina 1. Em um primeiro quadro tracejado 9, aparecem elementos comuns da máquina 1 e em um segundo quadro tracejado 10, aparecem os ele- mentos do dispositivo de desligamento e partida.Figure 2 illustrates the architecture of the shutdown device 10 and its relationship to other elements of machine 1. In a first dashed frame 9, common elements of machine 1 appear and in a second dashed frame 10 appear the elements of the shutdown and start-up device.
[0050] A máquina 1 inclui uma unidade de controle de motor ("Engine Control Unit") 11 e uma unidade de controle de máquina ("Machi-ne Control Unit") 12 conectadas cada uma respectivamente a um conjunto de sensores de motor 13 e a um conjunto de sensores de máquina 14.[0050] Machine 1 includes an Engine Control Unit 11 and a Machine Control Unit 12 each connected respectively to a motor sensor assembly 13. and a machine sensor assembly 14.
[0051] De maneira usual, a unidade de controle de motor 11 está conectada a sensores tais como: sensores de temperatura, sensores de rotação, de nível de lubrificante, etc. de modo a gerenciar o funcionamento do motor a combustão 4.As usual, the motor control unit 11 is connected to sensors such as temperature sensors, speed sensors, lubricant level sensors, etc. to manage the operation of the combustion engine 4.
[0052] A unidade de controle de máquina 12 está conectada a sensores tais como: sensores de presença de motorista, sensores de porta, sensores de freios, etc. de modo a gerenciar o funcionamento da máquina 1, com exceção do motor a combustão 4.[0052] Machine control unit 12 is connected to sensors such as driver presence sensors, door sensors, brake sensors, etc. to manage the operation of machine 1, except combustion engine 4.
[0053] A unidade de controle de motor 11 e a unidade de controle de máquina 12 estão conectadas por meio de uma rede de dados 15, como por exemplo CAN ("Controller Area Network"), RS-232, ou outro protocolo de comunicação.Motor Control Unit 11 and Machine Control Unit 12 are connected via a data network 15, such as CAN (Controller Area Network), RS-232, or other communication protocol. .
[0054] A máquina inclui ainda um motor de arranque 16 para a partida do motor a combustão 4 e uma entrada de sinal de ignição 17, que usualmente é uma chave localizada no painel e acessível para o motorista. Quando o motorista aciona o sinal de ignição 17, o motor de arranque 16 é acionado e a unidade de controle de motor 11 controla a partida do motor a combustão 4.The machine further includes a starter motor 16 for starting the combustion engine 4 and an ignition signal input 17, which is usually a key located on the dashboard and accessible to the driver. When the driver triggers the ignition signal 17, the starter motor 16 is triggered and the engine control unit 11 controls the start of the combustion engine 4.
[0055] O dispositivo de desligamento e partida 10 compreende uma unidade de controle de desligamento e partida 18 que é um controlador lógico programável previsto para controlar as funções do dispositivo de desligamento e partida 10, ou seja, capaz de: verificar quando as condições estão reunidas para um desligamento automático do motor a combustão 4 e proceder a esse desligamento automáti- co; e verificar quando as condições estão reunidas para uma partida automática do motor a combustão 4 e proceder com essa partida automática.Shutdown and start device 10 comprises a shutdown and start control unit 18 which is a programmable logic controller designed to control the functions of shutdown and start device 10, ie capable of: checking when conditions are present. assembled for automatic combustion engine shutdown 4 and automatic shutdown; and checking when the conditions are met for an automatic start of the combustion engine 4 and proceed with that automatic start.
[0056] A unidade de controle de desligamento e partida 18 está conectada à rede de dados 15 da máquina 1 de modo que possa se comunicar com a unidade de controle de motor 11 e a unidade de controle de máquina 12, e assim dispor de todas as informações dos sensores relacionados.Shutdown and start control unit 18 is connected to data network 15 of machine 1 so that it can communicate with motor control unit 11 and machine control unit 12, and thus have all the related sensor information.
[0057] A unidade de controle de desligamento e partida 18 está também conectada a um conjunto de sensores adicionais 21 da máquina que são úteis para a função de desligamento e partida tais como, por exemplo, um sensor de batería (para inibir o desligamento automático do motor se a batería estiver com pouca carga), o receptor de radiofrequência 7, ou qualquer outro sensor.The shutdown and start control unit 18 is also connected to an additional set of sensors 21 of the machine which are useful for the shutdown and start function such as a battery sensor (to inhibit automatic shutdown). (if the battery is low), the radio frequency receiver 7, or any other sensor.
[0058] Um inibidor de função está incluso na unidade de controle de desligamento e partida 10 de modo a inibir quando necessário o desligamento automático do motor 4, ou seja, o desligamento pela unidade de controle de desligamento e partida 10.[0058] A function inhibitor is included in the shutdown and start control unit 10 so as to inhibit when necessary automatic motor shutdown 4, ie shutdown by the shutdown and start control unit 10.
[0059] Opcionalmente, a unidade de controle de desligamento e partida 18 inclui uma conexão 19 com o sinal de ignição 17 e/ou uma conexão 20 com o motor de arranque 16. Segundo essa opção, o dispositivo de desligamento e partida 10 pode ser fornecido como um kit para montagem em uma máquina existente, desprovida da função de desligamento e partida automática. Esse kit pode assim ser instalado e conectado na máquina existente, a conexão 19 com o sinal de ignição 17 e a conexão 20 com o motor de arranque 16 permitindo ao dispositivo de desligamento e partida 10 acionar a partida do motor a combustão 4.Optionally, the start and stop control unit 18 includes a connection 19 with the ignition signal 17 and / or a connection 20 with the starter 16. According to this option, the stop and start device 10 can be supplied as a kit for mounting on an existing machine, without the automatic shutdown and start function. This kit can thus be installed and connected to the existing machine, the connection 19 with the ignition signal 17 and the connection 20 with the starter motor 16 allowing the start and stop device 10 to start the combustion engine 4.
[0060] A figura 3 ilustra esquematicamente o âmbito de trabalho da máquina 1.[0060] Figure 3 schematically illustrates the working scope of machine 1.
[0061] O exemplo descrito a seguir refere-se a uma concretização particular, dada como exemplo, na qual uma área de trabalho circunscrita explorada é uma mina a céu aberto. A exploração emprega várias máquinas tais como descritas em referência à figura 1. No entanto, foram numeradas na figura 3 consecutivamente como 1a - 1h. Neste exemplo simplificado, as máquinas 1 são máquinas fora-de-estrada, que só atuam na área de trabalho circunscrita da mina. As máquinas 1 executam um percurso cíclico entre um equipamento de distribuição 23 e um local de descarga 24.The following example relates to a particular embodiment, given as an example, in which a circumscribed explored workspace is an open pit mine. The farm employs several machines as described with reference to Figure 1. However, they were numbered in Figure 3 consecutively as 1a - 1h. In this simplified example, machines 1 are off-road machines that only operate in the circumscribed work area of the mine. Machines 1 run a cyclic path between a dispensing equipment 23 and a discharge location 24.
[0062] O equipamento de distribuição 23, que está esquematizado na figura 3 é, por exemplo, uma máquina que extrai o minério da mina e que o disponibiliza para carregar as máquinas 1. O local de descarga 24 está previsto para receber o carregamento das máquinas 1, dando entrada no processo de transformação do minério.The distribution equipment 23, which is outlined in Figure 3 is, for example, a machine that extracts the ore from the mine and makes it available for loading the machines 1. The unloading site 24 is provided for the loading of the ore. machines 1, entering the ore transformation process.
[0063] A figura 3 ilustra máquinas 1 em cada etapa deste ciclo simplificado. A máquina 1a está na área de carregamento 26, debaixo do equipamento de distribuição 23 e está em fase de carregamento de minério.[0063] Figure 3 illustrates machines 1 in each step of this simplified cycle. Machine 1a is in loading area 26 under distribution equipment 23 and is in the ore loading phase.
[0064] As máquinas 1b, 1c, 1d estão aguardando na fila de carregamento 27 a vez delas para serem carregadas como a máquina 1a. Depois de terminado o seu carregamento, a máquina 1a percorre o caminho 25 até a fila de descarregamento 28 onde estão as máquinas 1e, 1 f, e 1g que estão carregadas e que aguardam o turno delas para realizar a descarga.Machines 1b, 1c, 1d are waiting in load queue 27 for their turn to be loaded as machine 1a. After loading is completed, machine 1a runs along path 25 to unloading queue 28 where machines 1e, 1f, and 1g are loaded and awaiting their turn to perform unloading.
[0065] A máquina 1h está na área de descarregamento 29, ao alcance do local de descarga 24, e está com a caçamba levantada de modo que seu carregamento seja transferido para o local de descarga 24. Depois de estar descarregada, a máquina 1h baixa a caçamba e volta vazia pelo caminho 25 até a fila de carregamento 27 e o ciclo recomeça.Machine 1h is in unloading area 29, within reach of unloading location 24, and has the bucket raised so that its loading is transferred to unloading location 24. After being unloaded, machine 1h lowers the hopper returns empty along path 25 to loading queue 27 and the cycle resumes.
[0066] Neste exemplo simplificado, a área circunscrita, na qual as máquinas 1 se movem de maneira cíclica, inclui a área de carregamento 26, a fila de carregamento 27, o caminho 25, a fila de descarre-gamento 28, e a área de descarregamento 29. Frisa-se que a mina em geral, e especificamente toda a área circunscrita, é uma zona de risco para os bens e para as pessoas, de modo que normas de segurança restritas são necessárias para minimizar os riscos de acidentes. Por exemplo, usualmente, toda a área circunscrita é proibida a pedestres e a qualquer veículo que não seja uma máquina de mineração ou um veículo de transporte de pessoas habilitado com dispositivos de sinalização adequados. O motorista de uma máquina 1 só pode entrar ou sair da máquina em uma área protegida específica, o que significa que quando a máquina 1 está dentro da área circunscrita o motorista não pode abandonar a máquina.In this simplified example, the enclosed area in which the machines 1 move cyclically includes the loading area 26, the loading queue 27, the path 25, the unloading queue 28, and the area. 29. It is emphasized that the mine in general, and specifically the entire circumscribed area, is a hazardous area for goods and people, so strict safety standards are necessary to minimize the risk of accidents. For example, the entire enclosed area is usually forbidden to pedestrians and any vehicle other than a mining machine or personnel carrier with suitable signaling devices. The driver of a machine 1 can only enter or leave the machine in a specific protected area, which means that when machine 1 is within the confined area the driver cannot leave the machine.
[0067] Para garantir uma máxima segurança do motorista e da máquina, são definidas zonas de segurança dentro da área circunscrita. Essas zonas são identificadas como zonas de maior perigo. Portanto, é imperativo que a máquina, quando localizada nessas zonas de segurança, esteja com o máximo de recursos disponíveis, caso seja necessário mover a máquina em caráter de urgência, ou acionar rapidamente algum elemento hidráulico. O dispositivo de desligamento e partida 10 é inibido quando a máquina está em uma zona de segurança, impedindo que o motor a combustão 4 seja parado automaticamente.[0067] To ensure maximum driver and machine safety, safety zones are defined within the restricted area. These zones are identified as zones of greatest danger. Therefore, it is imperative that the machine, when located in these safety zones, be as resourceful as possible if the machine needs to be moved as a matter of urgency, or to rapidly engage any hydraulic element. Shut-off device 10 is inhibited when the machine is in a safe zone, preventing combustion engine 4 from being automatically stopped.
[0068] A determinação das zonas de segurança pode ser em termos de posição absoluta ou relativa. Em termos de posição absoluta, as zonas de segurança podem ser delimitadas pelas coordenadas delas e são, por exemplo, a área de carregamento 26 e a área de descarregamento 29.The determination of safety zones may be in terms of absolute or relative position. In terms of absolute position, the safety zones may be delimited by their coordinates and are, for example, the loading area 26 and the unloading area 29.
[0069] As zonas de segurança podem, por exemplo, ser definidas como uma esfera 31, 32 a ter seu centro definido através de coordenadas de latitude, longitude e altitude, com um raio predefinido de acordo com o tamanho da zona de segurança. Dentro desta esfera 31, 32, o dispositivo de desligamento e partida 10 é inibido.Safety zones can, for example, be defined as a sphere 31, 32 having their center defined by latitude, longitude and altitude coordinates, with a predefined radius according to the size of the safety zone. Within this sphere 31, 32, the start and stop device 10 is inhibited.
[0070] A delimitação das zonas de segurança (coordenadas, raio) é armazenada na unidade de controle de desligamento e partida 18.The delimitation of safety zones (coordinates, radius) is stored in the shutdown and start control unit 18.
[0071] A unidade de controle de desligamento e partida 18 usa o receptor de geolocalização 6 para detectar a posição absoluta da máquina 1 e determinar se ela se encontra em uma zona de segurança. Consequentemente, se for o caso, o inibidor do dispositivo de desligamento e partida 10 impede o desligamento automático do motor 4.Shutdown and Start Control Unit 18 uses geolocation receiver 6 to detect the absolute position of machine 1 and determine if it is in a safe zone. Consequently, where appropriate, the inhibitor of the shutdown and start device 10 prevents automatic shutdown of the motor 4.
[0072] Em termos de posição relativa, as zonas de segurança podem ser delimitadas por um determinado raio à volta de um equipamento perigoso. Por exemplo, o equipamento de distribuição 23, que é considerado um equipamento perigoso, inclui um identificador de radiofrequência 30. A máquina 1 detecta o identificador de radiofrequência 30 com o seu receptor de radiofrequência 7, ou seja, a máquina 1 detecta o fato de estar na zona de segurança relativa ao equipamento de distribuição 23.In terms of relative position, safety zones may be delimited by a certain radius around dangerous equipment. For example, distribution equipment 23, which is considered hazardous equipment, includes a radio frequency identifier 30. Machine 1 detects radio frequency identifier 30 with its radio frequency receiver 7, that is, machine 1 detects the fact that be in the safety zone for distribution equipment 23.
[0073] Neste exemplo, o determinado raio à volta do equipamento 23 pode ser definido diretamente pelo receptor de radiofrequência 7 se este último for capaz de determinar a qual distância se encontra o identificador de radiofrequência 8 detectado. A lista dos identificadores de radiofrequência de equipamentos perigosos e o determinado raio (por exemplo, 100 metros) são armazenados na unidade de controle de desligamento e partida 18 que fica continuamente monitorando a detecção de um identificador de radiofrequência 30 que pertence a um equipamento perigoso 23 e a distância a que ele se encontra para determinar se a máquina 1 está dentro de uma zona de segurança. Consequentemente, se for o caso, o dispositivo de desligamento e partida 10 é inibido.In this example, the radius around the equipment 23 may be defined directly by the radio frequency receiver 7 if the latter is able to determine how far the detected radio frequency identifier 8 is. The list of hazardous equipment radio frequency identifiers and the given radius (eg 100 meters) are stored in the shutdown and start control unit 18 which continuously monitors the detection of a radio frequency identifier 30 that belongs to hazardous equipment 23. and the distance it is to determine if machine 1 is within a safe zone. Accordingly, if applicable, the disconnecting and starting device 10 is inhibited.
[0074] Em uma variante, o determinado raio à volta do equipamento 23 pode também ser definido simplesmente pelo alcance do receptor de radiofrequência 7. Seguindo o mesmo exemplo de uma zona de segurança que seria um raio de 100 metros à volta do equipamento perigoso 23, o receptor de radiofrequência 7 e o identificador de radiofrequência 30 do equipamento 23 são escolhidos para terem um alcance de 100 metros. Assim, a unidade de controle de desligamento e partida 18 fica continuamente monitorando somente a detecção de um identificador de radiofrequência 30 do equipamento perigoso 23, e quando este for detectado, significa que o identificador de radiofrequência 30 está dentro do alcance de 100 metros, ou seja, dentro da zona de segurança.In one embodiment, the radius around the equipment 23 may also be defined simply by the range of the radio frequency receiver 7. Following the same example of a safety zone which would be a 100 meter radius around the dangerous equipment 23 , the radio frequency receiver 7 and the radio frequency identifier 30 of equipment 23 are chosen to have a range of 100 meters. Thus, the shutdown and start control unit 18 continuously monitors only the detection of a radio frequency identifier 30 of hazardous equipment 23, and when it is detected, it means that the radio frequency identifier 30 is within the range of 100 meters, or that is, within the safety zone.
[0075] Vários identificadores de radiofrequência podem ser posicionados na área circunscrita, tanto em equipamentos considerados perigosos como em áreas consideradas perigosas.Various radio frequency identifiers may be placed in the restricted area on both hazardous and hazardous equipment.
[0076] Cada máquina 1 pode também ser equipada com um identificador de radiofrequência de modo a ser considerada como um equipamento perigoso por outras máquinas 1.Each machine 1 may also be equipped with a radio frequency identifier to be considered as dangerous equipment by other machines 1.
[0077] A determinação das zonas de segurança pode também ser feita em termos de posição absoluta listando-se as áreas consideradas perigosas. Como a área de trabalho é circunscrita, essa lista das áreas consideradas perigosas é limitada e pode ser realizada de maneira exaustiva. Seguindo o mesmo exemplo acima, a área de carregamento 26 e a área de descarregamento 29 são consideradas como perigosas. Neste exemplo, não são consideradas as coordenadas dessas áreas, mas somente as suas posições no ciclo da máquina. Já que o movimento da máquina na área circunscrita é cíclico, ou seja, passa com regularidade pelas mesmas áreas.The determination of safety zones can also be made in terms of absolute position by listing the areas considered hazardous. As the work area is limited, this list of areas considered hazardous is limited and can be exhaustively performed. Following the same example above, loading area 26 and unloading area 29 are considered to be hazardous. In this example, the coordinates of these areas are not considered, but only their positions in the machine cycle. Since the movement of the machine in the circumscribed area is cyclic, that is, it regularly passes through the same areas.
[0078] A área de carregamento 26 é caracterizada por ser ocupa- da pela máquina 1 depois de ter sido descarregada, de ter percorrido o caminho 25, e depois de ter aguardado um determinado tempo na fila de carregamento 27. Do mesmo modo, a área de descarregamento 29 é caracterizada por ser ocupada pela máquina 1 depois de ter sido carregada, de ter percorrido o caminho 25, e depois de ter aguardado um determinado tempo na fila de descarregamento 28 (se aplicável dependendo do local que pode não ter filas).The loading area 26 is characterized by being occupied by machine 1 after it has been unloaded, has traveled the path 25, and after waiting a certain time in the loading queue 27. Likewise, the unloading area 29 is characterized by being occupied by machine 1 after it has been loaded, having traveled the path 25, and after waiting a certain time in the unloading queue 28 (if applicable depending on the location which may not have queues) .
[0079] Durante o deslocamento da máquina 1 de maneira cíclica na área circunscrita, a posição dela no ciclo pode ser determinada a partir da medida da carga contida na caçamba 2, da velocidade da máquina e do tempo. A unidade de controle de desligamento e partida 18 armazena o histórico dos dados fornecidos pela célula de carga 5 em função do tempo e monitora a velocidade da máquina que está disponível na rede de dados 15. Assim, a unidade de controle de desligamento e partida 18 é capaz de detectar se a máquina está, por exemplo: [0080] - na área de carregamento 26, se a velocidade for nula enquanto um aumento da carga na caçamba 2 for detectado;During cyclical displacement of machine 1 in the circumscribed area, its position in the cycle can be determined by measuring the load contained in bucket 2, machine speed and time. Shutdown and Startup Control Unit 18 stores the history of data provided by load cell 5 as a function of time and monitors the machine speed that is available in Data Network 15. Thus, Shutdown and Startup Control Unit 18 is able to detect if the machine is, for example: - in loading area 26, if the speed is zero while an increase in bucket 2 load is detected;
[0081] - na área de descarregamento 29, se a velocidade for nula enquanto uma diminuição da carga na caçamba 2 for detectada;[0081] - in the unloading area 29, if the speed is zero while a decrease in the load on the bucket 2 is detected;
[0082] - na fila de carregamento 27, se a velocidade for nula e a caçamba 2 estiver sem carga;[0082] - in loading row 27, if speed is zero and bucket 2 is unloaded;
[0083] - na fila de descarregamento 28, se a velocidade for nula e a caçamba 2 estiver com carga;[0083] - in the unloading row 28, if the speed is zero and the bucket 2 is loaded;
[0084] - no caminho 25 se a velocidade for acima de um determinado valor, em um sentido se a caçamba 2 estiver com carga, e em outro sentido se a caçamba 2 estiver sem carga.[0084] - on path 25 if speed exceeds a certain value, in one direction if bucket 2 is loaded, and in another direction if bucket 2 is unloaded.
[0085] A unidade de controle de desligamento e partida 18 compara a posição da máquina 1 no ciclo da área circunscrita, determinada a partir das informações da célula de carga 5, com a lista das áreas con- sideradas perigosas e determina assim se a máquina está em uma zona de segurança. Consequentemente, se for o caso, o dispositivo de desligamento e partida 10 é inibido.[0085] Shutdown and start control unit 18 compares machine position 1 in the enclosed area cycle determined from load cell information 5 with the list of hazardous areas and thus determines whether the machine It is in a safe zone. Accordingly, if applicable, the disconnecting and starting device 10 is inhibited.
[0086] As diferentes maneiras da unidade de controle de desligamento e partida 18 determinar se a máquina 1 está em uma zona de segurança podem ser combinadas para uma melhor precisão ou para uma redundância de segurança.[0086] The different ways in which shutdown and start control unit 18 determine whether machine 1 is in a safety zone can be combined for better accuracy or safety redundancy.
[0087] Tendo sido descrito um exemplo de concretização preferido, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes. A máquina 1 pode ser qualquer máquina de trabalho fora-de-estrada que se move de maneira cíclica em uma área de trabalho circunscrita tal como, por exemplo, máquinas e escavadeiras de mineração, máquinas de construção civil, máquinas de silvicultura, máquinas para agricultura, tratores, etc.Having described an exemplary preferred embodiment, it should be understood that the scope of the present invention encompasses other possible variations and is limited only by the content of the appended claims, including the possible equivalents thereof. Machine 1 can be any off-road working machine that moves cyclically in a circumscribed work area such as, for example, mining machinery and excavators, construction machinery, forestry machinery, agricultural machinery , tractors, etc.
[0088] O ciclo aqui descrito a título de exemplo é um ciclo simplificado e a invenção se adequa a qualquer ciclo real mesmo incluindo um considerável número de áreas, filas de veículos e caminhos.The cycle described herein by way of example is a simplified cycle and the invention fits any real cycle even including a considerable number of areas, vehicle rows and paths.
REIVINDICAÇÕES
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