BR112012014231B1

BR112012014231B1 - método para otimizar uma posição de pelo menos um defletor de ar

Info

Publication number: BR112012014231B1
Application number: BR112012014231A
Authority: BR
Inventors: Anders Tenstam
Original assignee: Volvo Lastvagnar Ab
Priority date: 2009-12-15
Filing date: 2009-12-15
Publication date: 2020-01-28
Also published as: WO2011075009A1; BR112012014231A2; EP2512904B1; EP2512904A1; US20130173121A1; EP2512904A4; CN102656081B; CN102656081A

Abstract

disposição e método para otimização da posição de pelo menos um defletor de ar. a presente invenção se refere a uma disposição e a um método para otimização de uma posição de pelo menos um defletor de ar guiando um fluxo de ar em torno do veículo, particulamente de um caminhão ou de uma combinação de caminhão-trailer, durante tração. em concordância com a presente invenção, a posição do pelo menos um defletor de ar é determinada por um acionador que é controlado em resposta para um sinal de controle sensoriado indicado a resistência ao ar do veículo, em que a velocidade do veículo é controlada por intermédio de um sistema de controle de tração de veículo para provisão de uma velocidade constante do veículo durante a otimização, em que a posição do pelo menoos um defletor de ar é variada até que o sinal de controle venha a indicar uma resistência ao ar minimizada do veículo.

Description

“MÉTODO PARA OTIMIZAR UMA POSIÇÃO DE PELO MENOS UM DEFLETOR DE AR [001] A presente invenção se refere a um método para otimizar uma posição do pelo menos um defletor de ar guiando um fluxo de ar em torno de um veículo, particularmente de um caminhão ou de uma combinação de caminhão-reboque, durante direção, em que a posição do pelo menos um defletor de ar é determinada por um acionador que é controlado em resposta para um sinal de controle indicando uma resistência ao ar do veículo.

[002] A resistência ao ar de um veículo, particularmente de um caminhão ou de uma combinação de caminhão-reboque, é um dos importantes fatores que influenciam o consumo de combustível do veículo, quando dirigindo em velocidade de autoestrada. Especialmente, caminhões ou combinações de caminhão-reboque onde a altura e/ou a largura da cabine do motorista e do compartimento de armazenamento ou reboque diferem, mostram uma grande resistência ao ar durante direção.

[003] Uma medida comum para reduzir a resistência ao ar de um caminhão ou de uma combinação de caminhão-reboque é a de utilizar defletores de ar, que escondem a área de face frontal do reboque de um fluxo de ar iminente para determinar um veículo mais aerodinâmico.

Usualmente, existe pelo menos um defletor de ar de teto montado ao teto da cabine do motorista, que nivela a diferença de altura entre caminhão e reboque e guia ar sobre o veículo. Adicionalmente, o caminhão pode compreender defletores de ar

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2/26 laterais que são montados nas laterais da cabine do motorista e guiam o ar lateralmente ao longo do veículo.

[004] Os ajustes, isto é, a posição angular, dos defletores de ar tem um efeito significativo sobre a resistência ao ar de veículo total, até mesmo para pequenas variações angulares. Consequentemente, a otimização cuidadosa dos ajustes é requerida para redução do consumo de combustível.

[005] Atualmente, a maior parte dos caminhões é equipada com dados tabulares para ajuste dos defletores de ar com respeito à altura de caminhão, altura de reboque e distância entre trator e reboque. Os dados tabulares são proporcionados, por exemplo, pelo fabricante do caminhão como uma tabela manual ou pode ser armazenada em uma memória. Então, o motorista manualmente ajusta os defletores em concordância com o ajuste de veículo completo. Desvantajosamente, o motorista frequentemente negligencia ajustar os defletores de ar, de maneira que os defletores de ar não são ajustados ou são erroneamente ajustados, o que por sua vez aumenta o custo de direção significativamente.

[006] Foi, consequentemente, sugerido no estado da técnica, por exemplo, no pedido de patente US 2005/0173945, armazenar os ajustes de defletor de ar em uma memória e interrogar os dados geométricos de caminhão e reboque a partir do motorista por uma interface homem-máquina. Por intermédio disso, o método assegura que o motorista não negligencia o ajuste dos defletores de ar.

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3/26

Assim que os dados geométricos são identificados, o método lê o correspondente ajuste dos defletores de ar a partir dos dados tabulares armazenados na memória e ajusta os defletores de ar em concordância com isso. Os ajustes são predeterminados para uma pluralidade de diferentes possibilidades de combinação de caminhão-reboque.

[007] Ainda que este sistema reduza a possibilidade de que um motorista negligencie ou esqueça de ajustar as posições dos defletores de ar, considerações com referência às condições de direção, tais como direções de vento ou velocidade relativa entre caminhão e ar não podem ser levadas em consideração. Consequentemente, um ajuste otimizado dos defletores de ar ainda não é obtido. Adicionalmente, se o procedimento de interrogação de motorista acontece durante direção, o motorista se distrai a partir de suas tarefas de direção primárias, o que interfere com aspectos de segurança.

[008] Foi também sugerido no estado da técnica, por exemplo, na patente norte americana número US 4.102.548, ajustar o defletor de ar durante direção. Neste documento foi apresentado otimizar a posição do defletor de ar em relação para um assim chamado sinal de desempenho de veículo, que é relatado para um sinal de velocidade dividido por um sinal de consumo de combustível. O ajuste do defletor de ar pode ser desempenhado manualmente ou automaticamente.

[009] Desvantajosamente, o método utiliza consumo de combustível e velocidade como informação de base para a determinação dos ajustes

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4/26 de defletor de ar. Ambos os sinais não são precisos o suficiente para possibilitar uma otimização dos ajustes de defletor de ar. O sinal de consumo de combustível, por exemplo, varia fortemente com as geometrias de estrada. Por exemplo, se a estrada é inclinada longitudinalmente e/ou lateralmente, ou se existem saliências/impactos sobre a estrada, o sinal de consumo de combustível é afetado. Para provisão de um sinal adequado, o motorista necessita fazer uma estimativa cuidadosa sobre a geometria de estrada, o que é quase impossível e adicionalmente poderia também interferir com a atenção do motorista de suas tarefas de direção.

[010] O mesmo se aplica para o sinal de velocidade. Um motorista tentando manter a velocidade do veículo tão constante quanto possível necessita referenciar ao velocímetro para detecção de quaisquer mudanças na velocidade do veículo. Mas, usualmente o velocímetro mostra apenas uma graduação de 10 km/h até 20 km/h o que não é preciso o suficiente para julgar se velocidade é constante ou não. Adicionalmente, o tempo de resposta do velocímetro é excessivamente lento e as possibilidades de ajuste do pedal de acelerador não ser precisas o suficiente para possibilitar um controle de velocidade preciso pelo motorista.

[011] Consequentemente, os ajustes

dos defletores	de ar obtidos	com os	métodos
conhecidos	são	unicamente	estimativas	e
aproximações	de	ajustes de	defletor	de	ar
otimizados.	Isto,	por sua vez,	resulta	ainda	em
consumo de	combustível excessivamente	alto	e,

consequentemente, em altos custos de direção.

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5/26 [012] Uma desvantagem principal adicional dos métodos conhecidos no estado da técnica é a de que o procedimento de interrogação ou o ajuste manual dos defletores de ar e a verificação constante de velocidade e geometrias de estrada podem provocar uma severa distração do motorista, o que ultimamente poderia comprometer a segurança.

[013] Consequentemente, um objetivo

da presente	invenção	é o	de proporcionar	uma
disposição e	um método	para	otimizar a posição	de
um defletor	de ar	com	mínima distração	de
motorista.

[014] Em concordância com um aspecto da presente invenção, é sugerido pelo inventor utilizar um sistema de controle de direção de veículo para controle da velocidade do veículo durante o procedimento de otimização. A velocidade constante pode ser preferivelmente mantida por provisão de uma posição de aceleração constante, o que pode ser assegurado por um modo de otimização de defletor de ar especial do sistema de controle de direção de veículo. Isto possui a vantagem de que o motorista não mais necessita controlar a

velocidade durante o procedimento	de	otimização	, o
que aumenta	a segurança e	a	precisão	do
procedimento de	otimização.
[015]	Adicionalmente,	a	posição	dos
defletores de ar pode ser ajustada	em	resposta a	um

sinal compreendendo informação sobre variações de características de direção, tais como consumo de combustível, velocidade de veículo, velocidade de motor, torque de motor, força de motor e posição de

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6/26 aceleração de motor. Preferivelmente, o sinal de resposta é também detectado pelo sistema de controle de direção de veículo, por exemplo, um sistema de controle de cruzeiro, um sistema de controle de cruzeiro adaptativo ou um sistema de assistência ao motorista avançado. Por intermédio disso, até mesmo pequenas variações podem ser detectadas, de maneira que a posição dos defletores de ar pode ser otimizada.

[016]

Preferivelmente, o sistema de controle de veículo compreende um modo de “ajuste de defletor de ar”, durante o qual variações de curto prazo do sinal de resposta são ignoradas. Usualmente, fatores ambientais, tais como irregularidades de estrada por exemplo, saliências/impactos na estrada) ou rajadas de vento, provocam curtas perturbações no sinal de resposta, que brevemente depois retorna a sua faixa prévia. Contrariamente, uma resistência ao ar reduzida resulta em uma variação de longo prazo no sinal de resposta. Consequentemente, ignorar variações de curto prazo assegura que variações no sinal de resposta que se originam a partir de fatores ambientais não são confundidas com variações reais se originando a partir de uma resistência ao ar reduzida.

[017]

Vantajosamente, o sistema pode adicionalmente compreender pelo menos uma unidade de detecção, particularmente um sensor, para eliminação de variações no sinal de resposta que se originam de outras influências do que variações em resistência ao ar. Preferivelmente, os sensores proporcionam informação sobre condições de

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7/26 polarização de ambiente, tais como irregularidades de estrada (saliências/impactos na estrada) ou rajadas de vento. Tal sensor é, por exemplo, um acelerômetro ou um sensor sobre um absorvedor de choque, que são capacitados para detectar saliências/impactos na estrada, ou um medidor de fluxo de ar, preferivelmente montado à lateral ou ao teto do caminhão, para detecção de rajadas de vento.

[018] Preferivelmente, estas unidades de detecção adicionais proporcionam uma possibilidade para limpar o sinal de resposta de variações se originando a partir de outras condições do que resistência ao ar. Por consequência, a posição do defletor de ar pode ser otimizada em resposta para um sinal que de preferência unicamente varia em relação à variação de resistência ao ar.

[019] Em concordância com uma modalidade adicional preferida da presente invenção, a disposição adicionalmente compreende um dispositivo para detecção de condições de estrada, particularmente uma elevação e/ou uma curvatura de uma estrada, em que a informação deste dispositivo de detecção é utilizada como informação prévia que indica condições adequadas para um procedimento de otimização. Estas informações prévias são preferivelmente obtidas simultaneamente durante direção pela utilização de, por exemplo, um sistema de GPS ou derivado a partir de viagens anteriores pela mesma estrada.

[020] Preferivelmente, a disposição e o método são adaptados para automaticamente iniciar

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8/26 um procedimento de otimização, se a informação prévia indica condições de estrada adequadas. Vantajosamente, o ajuste automático dos defletores de ar possibilita ao motorista permanecer concentrado na situação de tráfego. Consequentemente, segurança não é comprometida pela concentração de motorista sobre o ajuste otimizado dos defletores de ar ou dados de entrada durante um procedimento de interrogação.

[021] Em concordância com uma modalidade preferida adicional da presente invenção, a unidade de detecção é um sistema de GPS ou um sistema de navegação que pode também ser integrado no sistema de assistência ao motorista avançado.

[022] Preferivelmente, um procedimento de otimização é iniciado se o sistema de detecção, alimentado por informação prévia fundamentada sobre uma combinação de dados de GPS e/ou informação previamente registrada sobre a mesma seção de estrada, indica uma estrada reta e plana por uma distância longa o suficiente para completar o procedimento de otimização. Por intermédio disso, interrupções ou terminações indesejadas do procedimento de otimização podem ser evitadas.

[023] Em concordância com uma modalidade preferida adicional da presente invenção, a disposição é adaptada para repetir o procedimento de otimização sobre decorrência de um período de tempo predeterminado e/ou sobre detecção de uma mudança significativa em direção de direção, em que preferivelmente a posição do pelo menos um

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9/26 defletor de ar é variada localmente. Em outras palavras, o procedimento de otimização é somente iniciado se um determinado tempo predeterminado tiver decorrido desde a última otimização, ou se uma mudança significativa na direção de direção, preferivelmente em média ao longo de um determinado período de tempo, foi detectado, por exemplo, por um sistema de navegação, o que, por sua vez, pode indicar uma nova condição de vento lateral. Isto irá assegurar que o procedimento de otimização não seja executado sempre que condições de estrada adequadas prevalecem, mas unicamente em determinados intervalos, por exemplo, a partir de 15 minutos até 30 minutos ou até uma hora ou diversas horas, ou se uma nova situação de direção requer uma otimização.

[024] Vantajosamente, durante o procedimento de otimização repetido não é necessário fazer varredura dos defletores de ar através da faixa completa de ângulos de ajuste, mas incrementar uma posição ligeiramente corrente até que um mínimo seja localizado. Esta chamada otimização local é preferivelmente utilizada se uma posição de otimização próxima já foi encontrada. Por exemplo, depois de se ter mudado um reboque, os defletores de ar são varridos através da faixa completa de ângulos de ajuste para adaptação dos defletores de ar para as novas condições geométricas (otimização global). Por intermédio disso, a posição de otimização próxima dos defletores de ar é proporcionada. Para os procedimentos de otimizações subsequentemente desempenhados (depois de decorrência de um

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10/26 determinado período de tempo e/ou de uma mudança significativa em direção de direção), a posição atual é unicamente ligeiramente variada por utilização do procedimento de otimização de etapa por etapa local.

[025] Em concordância com uma modalidade preferida adicional da presente invenção, a disposição é adicionalmente adaptada para movimentar o pelo menos um defletor de ar para uma posição de alta resistência ao ar sobre detecção de condições de estrada requerendo um engate de freios de longo prazo, particularmente em uma direção em declive. Por intermédio disso, os defletores de ar atuam como freios auxiliares, o que pode reduzir o desgaste de freios de sapata devido à utilização excessiva.

[026] Em concordância com uma modalidade preferida adicional da presente invenção, a disposição adicionalmente compreende pelo menos um sensor de posição de defletor de ar para detecção da posição do pelo menos um defletor de ar, em que a posição do defletor de ar é infinitamente ajustada. Isto assegura que variações

angulares até	mesmo	muito pequenas	da	posição	de
defletor	de ar	podem	ser proporcionadas,	o que	por
sua vez	pode	adicionalmente reduzir	o	consumo	de
combustível.
	[027]	O	defletor de	ar	pode	ser
somente	um defletor	de teto, mas	usualmente	um

defletor de teto montado sobre o topo de uma cabine do motorista e dois defletores laterais montados nas laterais traseiras da cabine do motorista são utilizados.

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11/26 [028] Adicionalmente, uma modalidade da presente invenção é preferida, que adicionalmente compreende uma interface homemmáquina para informar o motorista sobre condições adequadas para inicialização de uma otimização do pelo menos um defletor e/ou para convidar o motorista a acionar o sistema de controle de direção de veículo para possibilitar uma otimização automática do pelo menos um defletor de ar.

[029] A vantagem da interface homemmáquina é a de que, algumas vezes, motoristas não são avisados/alertados de condições de estrada adequadas ou simplesmente se esquecem de iniciar um procedimento de otimização de maneira que os defletores de teto poderiam permanecer em uma posição desvantajosa. Preferivelmente, o procedimento de otimização é automaticamente inicializado se o sistema de controle de direção de veículo é ativado e preferivelmente condições de estrada adequadas são detectadas. Mas, no caso em que o sistema de controle de direção de veículo não é ativado, o procedimento de otimização não pode automaticamente ser desempenhado na medida em que a velocidade do veículo não é mantida constante. No caso em que a interface homem máquina lembra ao motorista para acionar o sistema de controle de direção de veículo, o problema do motorista negligenciar ajuste dos defletores é evitado.

[030] Vantajosamente, o ajuste automático dos defletores de ar também possibilita um reajuste dos defletores de ar de tempos em tempos. Por intermédio disso, mudanças em direção de vento e mudanças na velocidade de vento

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12/26 relativamente à velocidade do veículo também podem ser levadas em consideração. Preferivelmente, a escala de tempo entre corridas de otimização pode ser predeterminada pelo motorista e/ou pelo fabricante.

[031] Na medida em que, preferivelmente, a disposição e o método da presente invenção são adaptados para manter o veículo em velocidade constante, e iniciar o procedimento de otimização unicamente se as condições são adequadas, a presente invenção possibilita ajustes otimizados dos defletores de ar. Adicionalmente, na medida em que o procedimento de otimização é desempenhado durante direção, também a direção de vento relativa ao veículo, e uma velocidade relativa entre vento e veículo, podem ser levadas em consideração. Por intermédio disso, é assegurado que o procedimento de otimização não é interrompido ou conduz para defletores erroneamente ajustados devido a um sinal impreciso.

[032] A seguir, uma modalidade preferida do método da invenção será discutida com o auxílio das figuras anexas. A descrição das mesmas é considerada apenas como um exemplo dos princípios da invenção.

[033] A Figura 1 é um fluxograma esquemático ilustrando as etapas de uma modalidade preferida do método da presente invenção.

[034] A Figura 2 é um diagrama ilustrando graficamente o método descrito na Figura

1.

[035] Usualmente, um caminhão

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13/26 compreende uma cabine do motorista e um compartimento de armazenamento, particularmente um reboque, em que entre a cabine do motorista e o reboque um espaço permanece. A altura e/ou largura de reboque e cabine do motorista pode diferir de maneira que as propriedades dinâmicas do ar de um caminhão ou de uma combinação de caminhão-reboque não são otimizadas. Para redução da resistência ao ar do veículo e para economizar combustível, existem defletores de teto e defletores laterais montados sobre a cabine do motorista para esconder a área de face frontal do reboque de um fluxo de ar iminente e determinar um veículo mais aerodinâmico. Os fatores que podem afetar a resistência ao ar são primordialmente direção de vento e velocidade de vento em relação para o veículo e os fatores geométricos, a saber, altura e largura da cabine do motorista relativamente à altura e largura do reboque, bem como a distância entre caminhão e reboque. Por intermédio disso, até mesmo pequenas variações angulares nos ajustes dos defletores de ar pode possuir efeito significativo sobre a resistência ao ar de veículo completa.

[036] Em concordância com uma modalidade preferida da presente invenção, cada defletor de ar é equipado com um acionador que pode automaticamente ajustar os ajustes do defletor de ar e um sensor para determinar a orientação angular absoluta do defletor de ar. O acionador pode ser um acionador elétrico, pneumático ou hidráulico e é preferivelmente adaptado para ser individualmente controlado para cada defletor de ar.

[037] A otimização dos defletores

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14/26 individuais é preferivelmente desempenhada durante direção e sob condições controladas e conhecidas de maneira que a resistência ao ar mínima pode ser determinada. Em concordância com a presente invenção, estas condições conhecidas e controladas podem ser proporcionadas por utilização de um sistema de controle de direção de veículo que é adaptado para controlar pelo menos a velocidade do veículo e para detectar as características de direção sendo referenciadas para informação sobre a resistência ao ar. Tais características de direção são, por exemplo, consumo de combustível ou taxa de combustível, velocidade de veículo, velocidade de motor, torque de motor, força de motor ou posição de aceleração de motor.

[038] Em adição às condições conhecidas e controladas, é preferido assegurar que o procedimento de otimização não seja interrompido e não seja distorcido por condições de estrada que não são adequadas para um procedimento de otimização. Tais condições de estrada podem ser, por exemplo, uma estrada inclinada ou encurvada que diretamente afeta o consumo de combustível do veículo ou requer variações de velocidade.

[039] Consequentemente, a disposição da presente invenção compreende um dispositivo de detecção, tal como um sistema de GPS ou um sistema de navegação que detecta estrada ou seções de

estrada	adequadas para o	procedimento	de
otimização	, isto é, seções de	estrada retas	e
planas.
	[040] Durante o	procedimento	de

otimização cada defletor é varrido através de um

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15/26 intervalo de ângulos de ajuste e a correspondente variação no sinal de resposta indicando a resistência ao ar é registrada. Tais sinais podem ser, por exemplo, o sinal de consumo de combustível ou em geral a dinâmica de resposta do sistema de controle de cruzeiro. Isto significa que o controle de cruzeiro controla o motor de maneira que o veículo é mantido em velocidade constante, a variação de resistência ao ar devido aos diferentes ajustes pode ser deduzida a partir da variação no controle do sistema de controle de cruzeiro.

[041] Todavia, as variações no sinal de resposta não necessariamente se originam somente a partir de variações na resistência ao ar. Também outros fatores, por exemplo, condições ambientais, podem gerar variações no sinal de resposta. Por exemplo, saliências/impactos na estrada podem impor perturbações de variação rapidamente sobre o sinal de consumo de combustível. Consequentemente, o sistema da presente invenção pode adicionalmente compreender um dos, ou uma combinação dos seguintes sistemas de auxílio:

1. Sensores que detectam variações se originando de outras condições ambientais do que resistência ao ar. Dependendo destas informações adicionais, o sinal de resposta é limpo a partir destas variações e os ajustes de defletor de ar são otimizados em resposta para a variação no sinal limpo.

2. O sistema de controle de veículo, por exemplo, um sistema de controle de motor do controle de cruzeiro, é engatado em um modo de ajuste de defletor de ar dedicado, no qual sinais

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16/26 de resposta de variação rapidamente, por exemplo, a taxa de combustível, são suprimidos e, portanto, não reagirão sobre os fatores de perturbação, como curtas rajadas de vento ou saliências/impactos na estrada. Preferivelmente, isto pode ser concluído por modulação das constantes de tempo do mecanismo

regulador de controle	de taxa	de	combustível, de
maneira que o mesmo	reage para	mudanças “mais
lentas” unicamente.
[042] A	seguir,	as	etapas de uma

modalidade preferida do método da presente invenção são descritas em relação ao fluxograma mostrado na Figura 1.

[043] Em uma primeira etapa do método da presente invenção, o dispositivo de detecção indica condições de estrada que são adequadas para um procedimento de otimização. Assim que o dispositivo de detecção indica condições de estrada adequadas, a disposição da presente invenção verifica se um sistema de controle de direção de veículo, particularmente um sistema de controle de cruzeiro, é ativado. No caso em que o sistema de controle de direção de veículo é ativado, o procedimento de otimização é automaticamente inicializado.

[044] Preferivelmente, o procedimento de otimização é também unicamente inicializado, se um determinado tempo predeterminado tiver decorrido desde a última otimização, ou uma mudança de bússola significativa de direção de direção tiver sido detectada, por exemplo, por um sistema de navegação, o que por sua vez pode indicar uma nova condição de vento lateral. Isto irá assegurar que o

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17/26 procedimento de otimização não seja executado sempre que condições de estrada adequadas prevalecem, mas unicamente em determinados intervalos, por exemplo, a cada 15 minutos até 60 minutos, ou se uma nova situação de direção requer uma otimização.

[045] Preferivelmente, o sistema de controle de direção de veículo controla a velocidade do veículo para ser constante. Entretanto, deveria ser observado que constante neste contexto significa dentro de uma faixa e alguns km/h, por exemplo, ± 2km/h. Esta faixa é necessária de maneira a eliminar flutuação excessivamente grande no sinal de combustível, como explanado anteriormente. Por esta razão, a velocidade de veículo exata tem que ser registrada e o sinal de taxa de combustível a ser otimizado não é o consumo de combustível puro (em, por exemplo, g/s), mas de preferência um sinal normalizado com a velocidade ao quadrado.

[046] No caso em que o sistema de controle de cruzeiro não é ativado, um motorista do caminhão é informado por intermédio de uma interface homem máquina que condições adequadas para otimização do defletor de ar são detectadas. Então, o motorista pode tanto iniciar o procedimento de otimização manualmente, por intermédio do que a velocidade do veículo é controlada ou monitorada pelo sistema de controle de direção de veículo, ou quanto o motorista pode ativar o sistema de controle de cruzeiro de maneira que o procedimento de otimização pode ser iniciado automaticamente.

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18/26 [047] Assim que o procedimento de otimização é inicializado, os defletores de ar são varridos através de um intervalo de ângulos de ajuste até que a posição otimizada dos defletores de ar e por intermédio do que a resistência ao ar mínima do veículo é alcançada. Por intermédio disso, os defletores de ar podem ser controlados individualmente em paralelo ou em série.

[048] A seguir, uma modalidade exemplificativa de um procedimento de otimização global, e uma modalidade exemplificativa de um procedimento de otimização local, serão descritas. Mesmo se algumas das possibilidades para varredura dos defletores de ar através do intervalo de ângulos de ajuste sejam descritas posteriormente, as mesmas vão sem mencionar que qualquer outro procedimento de variação pode ser utilizado e é englobado pelo escopo da presente invenção.

[049] Em uma primeira etapa da modalidade preferida ilustrada do procedimento de otimização global, as posições angulares dos defletores de ar são variadas a partir de uma posição angular mínima para uma posição angular máxima. Simultaneamente, a dinâmica de resposta, por exemplo, a variação de consumo de combustível e/ou a variação de velocidade, é detectada. Este sinal detectado é continuamente limpo a partir de variações não se originando a partir da resistência ao ar, por utilização de informação adicional obtida a partir de sensores detectando condições ambientais ou por supressão diretamente de flutuações rápidas no circuito de controle de taxa de combustível. Utilizando este procedimento, os

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19/26 defletores de ar são continuamente varridos através das posições angulares possíveis em um ritmo razoavelmente lento, por exemplo a partir de posição de deflexão mínima para máxima em 30 segundos, e a informação de taxa de combustível normalizada pela velocidade ao quadrado amostrada por exemplo cada

0,1 segundo juntamente com informação acerca de posição de defletor.

	[050]	Em	uma	etapa	subsequente,	o
sistema	determina	em	qual	ângulo	de	posição	de
defletor	de ar a	taxa	de	combustível	normalizada

mais baixa (taxa de combustível dividida por velocidade de veículo ao quadrado) foi obtida. Esta é uma posição otimizada procurada para os defletores de ar para a qual os mesmos são movimentados por correspondente controle dos acionadores.

[051] Em outras palavras, a posição dos defletores de ar é otimizada por varredura do defletor de ar através de um intervalo de ajustes angulares e registro das variações no sinal de resposta. Depois de varredura dos defletores de ar através do intervalo, as variações são avaliadas e a posição otimizada é detectada. Por intermédio disso, a posição otimizada é detectada quando o sinal de resposta indica uma mínima resistência ao ar. Então, o defletor de ar é movimentado para esta posição determinada e s procedimento de otimizações é terminado.

[052] A Figura 2 mostra graficamente o procedimento de otimização anteriormente descrito. Sobre o eixo geométrico x do diagrama, o

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20/26 tempo t é indicado, em que sobre o eixo geométrico y a posição angular α do defletor de ar é registrada. A movimentação do defletor de ar é ilustrada pelo gráfico 2, que indica que o defletor de ar é elevado de sua posição atual para uma posição angular máxima e, subsequentemente, abaixado para uma posição mínima.

[053] Adicionalmente, o diagrama mostra o sinal de taxa de combustível(gráfico 4) e a velocidade de veículo (gráfico 6) simultaneamente registrados. A taxa de combustível é normalizada por divisão da taxa de combustível registrada pela velocidade de veículo ao quadrado para provisão de um sinal de taxa de combustível informativa gráfico (8) .

[054] Como pode ser observada a partir do gráfico 8, a taxa de combustível normalizada mostra um mínimo significante FRmin para uma determinada posição do defletor de ar. Este mínimo indica a posição otimizada aopt para o defletor de ar, para a qual o defletor de ar é finalmente movimentado.

	[055]	Ao	invés de uma	varredura
contínua	através	da	posição angular,	é também
possível	utilizar	um	procedimento de	otimização
etapa por	etapa, onde	as posições de defletores de

ar são variadas etapa a etapa até que nenhuma redução adicional no sinal de taxa de combustível seja detectada.

[056] A abordagem etapa por etapa possui a vantagem de que não é necessário varrer os defletores de ar através da faixa completa de ângulos de ajuste, mas para incrementar uma posição

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21/26 atual ligeiramente até que um mínimo seja localizado. Esta chamada otimização local é preferivelmente utilizada se uma posição de otimização próxima já foi encontrada. Por exemplo, depois de se ter mudado um reboque, os defletores de ar são varridos através da faixa completa de ângulos de ajuste para adaptação dos defletores de ar para as novas condições geométricas (otimização global). Por intermédio disso, a posição de otimização próxima dos defletores de ar é proporcionada. Para os procedimentos de otimização subsequentemente desempenhados (depois da decorrência de um determinado período de tempo e/ou de uma mudança significativa em direção de direção), a posição corrente é unicamente ligeiramente variada por utilização do procedimento de otimização etapa por etapa.

[057] Deve ser adicionalmente observado que a abordagem etapa por etapa não tem que necessariamente ser desempenhada como etapas discretas com interrupções entre estas, mas pode também ser desempenhada como varredura contínua, na medida em que o sinal de resposta usualmente é rápido o suficiente para uma imediata resposta para uma mudança. Consequentemente, uma redução na resistência ao ar pode ser detectada mais ou menos em tempo real.

[058] Em uma primeira etapa de tal procedimento de otimização local, as posições angulares correntes dos defletores de ar podem ser aumentadas. Em uma próxima etapa, ou mais ou menos simultaneamente, a dinâmica de resposta, por exemplo, a variação de consumo de combustível ou

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22/26 variação de velocidade, é detectada. Este sinal detectado é então limpo de variações não se originando a partir da resistência ao ar, por utilização de informação adicional obtida a partir de sensores detectando condições ambientais. Em uma próxima etapa, a posição do defletor de ar é mantida ou o defletor de ar retorna para sua posição prévia dependendo de se o sinal de resposta limpo indica uma resistência ao ar reduzida.

[059] No caso em que uma resistência ao ar reduzida é detectada, a posição do defletor de ar é mantida e um sinalizador indicando uma alteração das posições é ajustado. Então, o sistema é controlado para repetir as etapas de incremento de maneira a detectar os ajustes otimizados.

[060] Esta repetição é desempenhada até que nenhuma redução de resistência ao ar adicional seja detectada. No caso em que nenhuma redução de resistência ao ar adicional seja detectada, a última posição mostrando um decréscimo da resistência ao ar é mantida e o procedimento de otimização é terminado.

[061] No caso depois de incremento da posição da primeira vez, se o sinal de resposta indica que a resistência ao ar foi aumentada, o defletor de ar é diretamente retornado para sua posição prévia. Neste caso, nenhum sinalizador é ajustado, o que deve indicar que uma alteração da posição aconteceu. Isto assegura que o procedimento de otimização não foi terminado, mas o sistema é controlado para diminuir a posição angular do defletor de ar de maneira a detectar se um decréscimo poderia resultar em uma resistência ao

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23/26 ar reduzida.

[062] As etapas de decréscimo são desempenhadas analogamente para as etapas de incremento como descrito anteriormente. No caso em que o decréscimo da posição angular do defletor de ar indica uma resistência ao ar reduzida, o procedimento de diminuição é iterado até que nenhuma redução adicional da resistência ao ar seja detectada. Então, o defletor de ar retorna para sua última posição armazenada e o procedimento de otimização é terminado. Isto continua sem mencionar que é também possível iniciar com as etapas de decréscimo seguidas pelas etapas de incremento.

[063] Isto continua sem mencionar que o procedimento de otimização local anteriormente descrito pode também ser utilizado para uma varredura de faixa completa e o procedimento de otimização global anteriormente descrito pode ser adaptado de maneira que a posição corrente do defletor de ar é unicamente ligeiramente variada.

[064] Como anteriormente mencionado, os defletores de ar podem ser ajustados em paralelo ou em série. Se os defletores de ar são otimizados em paralelo, é também possível predefinir, por exemplo, por uma metodologia de experimentações de projeto, que poderia ser desempenhada pelo fabricante, combinações discretas de ângulos de defletor de ar de teto e lateral. Durante o procedimento de otimização, os defletores de ar de teto e lateral são então ajustados para, combinações predefinidas, discretas, de ângulos de ajuste, e a combinação otimizada é recuperada a partir de uma análise embarcada das funções de

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24/26 resposta.

[065] Paralelamente à possibilidade de diminuir a resistência ao ar do veículo, existem também aplicações possíveis, onde uma resistência ao ar aumentada é desejável. Tal aumento deliberado é, por exemplo, vantajoso, se os defletores de ar devessem ser utilizados como “freios de ar” para assistência aos freios de veículo durante, por exemplo, uma direção em declive de longo prazo. Por intermédio disso, o desgaste das sapatas de freio pode ser reduzido.

[066] Para este pedido de patente, a unidade de detecção, por exemplo, o sistema de navegação é adaptado para detectar uma direção em declive iminente. Ao detectar uma direção em declive, o sistema de controle de direção de veículo monitora a velocidade e o comportamento de frenagem do veículo. Usualmente, um motorista percorre um declive por escolha de uma marcha baixa e percorre o declive com um freio a motor completamente aplicado. Unicamente, se o freio a motor não é suficiente, as sapatas de freio são aplicadas. Este comportamento de frenagem previne que as sapatas de freio sofram utilização e desgaste excessivos.

[067] Preferivelmente, o desgaste das sapatas de freio pode ser adicionalmente reduzido, se os defletores de ar forem movimentados para uma posição tendo uma alta resistência ao ar ao detectar uma velocidade de incremento até mesmo por um freio a motor completamente aplicado. A resistência ao ar aumentada poderia frequentemente ser suficiente para desacelerar o veículo o

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25/26 suficiente de maneira que as sapatas de freio não necessitem ser utilizadas. Vantajosamente, durante o procedimento de otimização, particularmente durante o procedimento de otimização global, a posição de resistência ao ar mais alta já foi detectada. Consequentemente, os defletores de ar podem ser movimentados para a posição otimizada de “freio a ar” sem atraso.

[068] Assim que o sistema de controle de direção de veículo e/ou o sistema de navegação detectam que o veículo não está mais percorrendo um declive ou que a inclinação da direção em declive foi diminuída em medida tal que uma aplicação única do freio a motor seja eficiente, os defletores de ar são movimentados para suas posições prévias de resistência ao ar reduzida.

[069] Na medida em que a presente invenção leva em consideração todos os fatores relevantes, particularmente fatores tais como direção de vento e velocidade relativa entre caminhão e ar, e não unicamente a diferença entre a altura da cabine do motorista e a altura do reboque, os ajustes podem ser adicionalmente otimizados. Adicionalmente, na medida em que o procedimento de otimização é iniciado automaticamente ou o motorista é informado de condições de estrada adequadas para um procedimento de otimização, o problema potencial do motorista negligenciar o ajuste os defletores e, por consequência, dirigir com um ajuste desvantajoso é evitada.

[070] Uma vantagem adicional do método da presente invenção e da disposição da

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26/26 presente invenção é a de que ajustes otimizados de defletor de ar são assegurados até mesmo para veículos de transporte que não possuem propriedades geométricas predefinidas, por exemplo, transportadores de madeira, transportadores de automóvel ou transportadores de container. Estes veículos de transporte utilizados para direção sem defletores de ar ajustados como ajustes predefinidos não estavam disponíveis.

[071] Por utilização do método da presente invenção e do sistema da presente invenção, os consumos de combustível podem ser diminuídos significativamente até mesmo comparados com os métodos conhecidos. Quando comparado com o caso quando o motorista negligencia ajuste dos defletores, por exemplo, quando mudando para um reboque de diferente altura, o potencial de economia de combustível é significativamente mais alto. Vantajosamente, a utilização de informações prévias considerando condições de estrada adequadas diminui o número de otimizações interrompidas e aumenta os benefícios do sistema.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para otimizar uma posição de pelo menos um defletor de ar, que guia um fluxo de ar em torno de um veículo, particularmente um caminhão ou combinação de caminhão-reboque, durante direção, em que a posição do pelo menos um defletor

de ar é determinada por um acionador que é controlado em resposta a um sinal de controle, caracterizado pelo fato de que o método compreende as etapas de: — controlar a velocidade do veículo

por intermédio de um sistema de controle de direção de veículo para prover uma velocidade constante do veículo durante a otimização;

- detectar o sinal de controle indicando a resistência ao ar do veículo;

- variar a posição do pelo menos um defletor de ar até que o sinal de controle indique uma resistência ao ar minimizada do veículo.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende a etapa de detectar condições de estrada adequadas para otimizar a posição do pelo menos um defletor de ar.
3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende a etapa de;

- inicializar, de preferência automaticamente, a otimização ao detectar condições de estrada adequadas, particularmente ao detectar uma estrada ou seção de estrada suficientemente reta e/ou plana.
4. Método, de acordo com qualquer uma

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2/3 das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende a etapa de repetir o procedimento de otimização ao decorrer um período de tempo predeterminado e/ou detectar uma mudança significativa em direção de direção, em que preferivelmente a posição do pelo menos um defletor de ar é variada em torno de uma posição corrente.
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de o sinal de controle ser um sinal de resposta do sistema de controle de direção do veículo compreendendo informações em pelo menos um dentre o grupo de: consumo de combustível, velocidade do veículo, velocidade do motor, potência do motor, posição de aceleração do motor, e em que o sinal de resposta é limpo de variações se originando de outras condições ambientais do que resistência ao ar, preferivelmente por ignorar variações de curto prazo no sinal de resposta e/ou por prover informações adicionais sobre condições ambientais por intermédio de unidades de sensor.
6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende a etapa de informar ao motorista condições de estrada adequadas para otimização da posição do pelo menos um defletor de ar ao detectar condições de estrada adequadas.
7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende a etapa de convidar o motorista a manualmente inicializar a otimização e/ou acionar um sistema de controle de direção de

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3/3 veículo de maneira que uma otimização pode ser automaticamente inicializada.