BRPI0608876B1

BRPI0608876B1 - sistema eletrônico para monitorar um conjunto de engate de reboque, sistema de engate, e, sistema eletrônico de engate para reboque

Info

Publication number: BRPI0608876B1
Application number: BRPI0608876-7A
Authority: BR
Inventors: Randy L. Schutt; Mark C. Pickhard
Original assignee: Saf-Holland, Inc.
Priority date: 2005-02-18
Filing date: 2006-02-13
Publication date: 2020-04-14
Also published as: US20060186636A1; EP1848599B1; MX2007009869A; CN101163599B; CN101163599A; EP2189307B1; WO2006091414A3; JP2008529896A; EP1848599A4; EP2189307A1; WO2006091414A2; BRPI0608876A2; US7548155B2; EP1848599A2; DE602006017335D1

Abstract

sistema eletrônico para monitorar um conjunto de engate de reboque e sistema de engate. um sistema eletrônico que monitora um conjunto de engate de reboque que tem uma placa de engate com uma garganta para receber um pino mestre de um reboque, e um mecanismo de travamento para travar o pino mestre dentro da garganta. o sistema eletrônico determina se o conjunto de engate de reboque está acoplado de maneira adequada ao reboque e compreende um primeiro ímã que cria um primeiro fluxo magnético e um primeiro sensor de efeito hall para sensorear a posição do pino mestre do reboque em relação à garganta da placa de engate, medindo o primeiro fluxo magnético. o sistema ainda compreende um circuito de controle acoplado de maneira operacional ao primeiro sensor de efeito hall na determinação quanto a se o primeiro fluxo magnético indica uma localização adequada do pino mestre do reboque em relação à garganta da placa de engate. o sistema eletrônico discrimina entre o pino mestre e matérias estranhas, assegurando com isto travamento adequado do mecanismo de travamento.

Description

“SISTEMA ELETRÔNICO PARA MONITORAR UM CONJUNTO DE ENGATE DE REBOQUE, SISTEMA DE ENGATE, E, SISTEMA ELETRÔNICO DE ENGATE PARA REBOQUE”

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO [0001] A presente invenção é orientada para um sistema eletrônico para monitorar o acoplamento de um reboque a um conjunto de engate de reboque que é montado em um chassi de caminhão, e em particular é orientado para um sistema eletrônico que indica se o reboque está acoplado de maneira adequada ao conjunto de engate de reboque discriminando entre componentes do reboque e componentes do conjunto de engate e matérias estranhas.

[0002] Sistemas de controle de acoplamento eletrônico para um conjunto de engate de reboque de veículos estão descritos em cada uma das Patente U.S. 5.861.802 intitulada “FIFTH WHEEL HITCH COUPLING CONTROL SYSTEM” (Sistema de Controle de Acoplamento de Engate de Quinta Roda) a Hungerink e outros, e Patentes U.S. 6.285.278 e 6.452.485, cada uma intitulada “ELECTRONIC SYSTEM FOR MONITORING A FIFTH WHEEL HITCH” (Sistema Eletrônico Para Monitorar Um Engate De Quinta Roda) a Schutt e outros, Patentes U.S. 5.861.802; 6.285.278 e 6.452.845 cada uma consignada ao consignatário da presente invenção, e são aqui com isto incorporadas para referência em sua totalidade. Cada uma destas Patentes divulga um sistema de controle de acoplamento eletrônico que inclui um sensor de reboque para sensorear quando um reboque está localizado próximo conjunto de engate, um sensor de pino mestre para sensorear a presença de um pino mestre de reboque em uma cavidade de placa de engate, e um sensor de trava para sensorear quando o mecanismo de travamento está travado em uma posição segura. Estas Patentes ainda divulgam um indicador localizado dentro do veículo para fornecer informação do estado do acoplamento do conjunto de engate de reboque para um condutor de um veículo. Um circuito de controle é acoplado ao sensor do

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2/16 reboque, ao sensor do pino mestre, ao sensor da trava e ao indicador. Os sensores são utilizados pelo circuito de controle para informar a um condutor quando um reboque está em proximidade junto ao conjunto de engate de reboque, quando o pino mestre do reboque está posicionado na cavidade do engate, e quando o mecanismo de travamento está em uma posição travada. O sistema de controle de acoplamento eletrônico é também capaz de realizar diversas rotinas de auto-diagnóstico para assegurar a operação adequada do sistema quando a ignição do veículo é ligada.

[0003] Até agora, sistemas como aqueles descritos acima incorporam tipicamente sensores do tipo de contato suscetíveis a degradação a partir do ambiente severo em que estes sensores são utilizados, que incluem degradação de utilização normal e de utilização extrema, tal como experimentada durante algumas operações de acoplamento, e a inclusão de sólidos estranhos no ambiente, tais como graxa, água e gelo, cada um carregado de materiais ferro-magnéticos. Estes materiais ferromagnéticos quando carregados dentro de graxa e etc. podem ser a causa de leituras “falsopositivas” quando transportadas para o operador, ou leituras que indicam de maneira falsa alinhamento adequado do pino mestre em relação à cavidade da placa de engate. Alinhamento inadequado do pino mestre com a cavidade da placa de engate pode resultar potencialmente na queda de um reboque do veículo associado, seja em uma plataforma de embarque ou potencialmente em uma estrada pública, com dano significativo ao equipamento associado e à propriedade circundante e além disto dano pessoal ou pior.

[0004] Um sistema eletrônico para monitorar a acomodação de um pino mestre de um reboque dentro de uma cavidade de uma placa de engate é desejado, o qual diferencie de maneira precisa e confiável entre o pino mestre de matérias estranhas, eliminando com isto leituras “falso-positivas” de alinhamento adequado para o operador de um veículo associado.

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SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0005] Um aspecto da presente invenção é fornecer um sistema eletrônico para monitorar um conjunto de engate de reboque que tem uma placa de engate e uma cavidade para acomodar um pino mestre de um reboque e um mecanismo de travamento para travar o pino mestre dentro da cavidade, o sistema eletrônico determinando se o conjunto de engate do reboque está acoplado de maneira adequada ao reboque e que compreende um primeiro imã que cria um primeiro fluxo magnético em um primeiro sensor de efeito Hall para sensorear a posição do pino mestre do reboque em relação à cavidade da placa de engate medindo o primeiro fluxo magnético. O sistema eletrônico ainda compreende um circuito de controle acoplado de maneira operacional ao primeiro sensor de efeito Hall e que determina se o primeiro fluxo magnético indica uma localização adequada do pino mestre do reboque em relação à cavidade da placa de engate.

[0006] Um outro aspecto da presente invenção é fornecer um sistema de engate que compreende um conjunto de engate de reboque que tem uma placa de engate com uma cavidade para acomodar um pino mestre de um reboque e um mecanismo de travamento para travar o pino mestre na cavidade. O sistema de engate também inclui um primeiro ímã que cria um primeiro fluxo magnético em um primeiro sensor de efeito Hall para sensorear a posição do pino mestre do reboque em relação à cavidade da placa de engate medindo o primeiro fluxo magnético. O sistema de engate ainda inclui um circuito de controle acoplado de maneira operacional ao primeiro sensor de efeito Hall e que determina se o primeiro fluxo magnético indica uma localização adequada do pino mestre do reboque em relação à cavidade da placa de engate.

[0007] Um outro aspecto da presente invenção é fornecer um sistema eletrônico para monitorar um conjunto de engate de reboque que tem uma placa de engate com uma cavidade para acomodar um pino mestre de um

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4/16 reboque e um mecanismo de travamento para travar o pino mestre na cavidade, em que o sistema eletrônico determina se o conjunto de engate de reboque está acoplado de maneira adequada ao reboque. O sistema eletrônico compreende um sensor de proximidade sem contato para sensorear a posição de um pino mestre de um reboque em relação a uma cavidade de uma placa de engate, e um circuito de controle acoplado de maneira operacional com o sensor de proximidade, que determina se um pino mestre do reboque está localizado de maneira adequada em relação a uma cavidade de uma placa de engata, e um dispositivo mostrador acoplado de maneira operacional ao circuito de controle e que apresenta estado de acoplamento para um operador de um veículo.

[0008] Ainda um outro aspecto da presente invenção é fornecer um sistema de engate que compreende um conjunto de engate de reboque que tem uma placa de engate com uma cavidade para acomodar um pino mestre de um reboque e um mecanismo de travamento para travar o pino mestre dentro da cavidade, um sensor de proximidade sem contato para sensorear a posição de um pino mestre de um reboque em relação à cavidade da placa de engate. O sistema de engate ainda compreende um circuito de controle acoplado operacionalmente ao sensor de proximidade e que determina se um pino mestre de um reboque está localizado de maneira adequada dentro da cavidade da placa de engate, e um dispositivo mostrador acoplado operacionalmente ao circuito de controle e que apresenta o estado de acoplamento para um operador de um veículo.

[0009] O presente sistema eletrônico inovador para monitorar o pino mestre de um reboque dentro de uma cavidade de uma placa de engate faz diferença, de maneira precisa e confiável, entre o pino mestre e materiais estranhos, eliminando com isto leituras “falso-positivas” do alinhamento adequado para o operador de um veículo associado, e aumenta com isto a segurança associada. O sistema ainda reduz custos de fabricação, aumenta a

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5/16 confiabilidade do sistema, é mais durável e é capaz de uma vida útil longa, e é particularmente bem adaptado para a utilização proposta.

[00010] Estes e outros aspectos, vantagens e objetivos da presente invenção serão mais entendidos e apreciados por aqueles versados na técnica por meio de referência à especificação a seguir, reivindicações e desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [00011] A invenção está ilustrada nos desenhos em anexo, onde:

a Figura 1 é uma vista lateral de um caminhão/trator que inclui um sistema eletrônico que configura a presente invenção para monitorar um conjunto de engate de reboque;

a Figura 2 é uma vista inferior do conjunto de engate de reboque; a Figura 3 é uma vista lateral do conjunto de engate de reboque;

a Figura 4 é uma vista lateral em seção transversal parcial de um conjunto de engate de reboque;

a Figura 5 é uma vista em perspectiva de um dispositivo de saída;

a Figura 6A é uma vista esquemática de uma primeira configuração do conjunto sensor na qual o conjunto sensor está em um estado zero;

a Figura 6B é uma vista esquemática da primeira configuração do conjunto sensor na qual o conjunto sensor indica a localização de um pino mestre dentro da cavidade de uma placa de engate associada;

a Figura 6C é uma vista esquemática da primeira configuração do conjunto sensor na qual um material ferro-magnético está posicionado dentro da cavidade da placa de engate;

a Figura 7 é um esquema elétrico da primeira configuração do conjunto sensor;

a Figura 8 é uma plotagem teórica da saída do sensor contra intensidade de fluxo;

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6/16 a Figura 9A é uma vista esquemática de uma segunda configuração do conjunto sensor na qual a segunda configuração do conjunto sensor está em um estado zero;

a Figura 9B é uma vista esquemática da segunda configuração do conjunto sensor na qual a segunda configuração do conjunto sensor indica a localização do pino mestre dentro da cavidade da placa de engate;

a Figura 10 é um esquema elétrico do circuito elétrico da segunda configuração do conjunto sensor;

a Figura 11A é uma vista esquemática de uma terceira configuração do conjunto sensor na qual a terceira configuração do conjunto sensor está em um estado zero;

a Figura 11B é uma vista esquemática da terceira configuração do conjunto sensor na qual o conjunto sensor indica a localização de um componente diferente do pino mestre em proximidade junto ao conjunto sensor;

a Figura 11C é uma vista esquemática da terceira configuração do conjunto sensor na qual o conjunto sensor indica a localização de um pino mestre dentro da cavidade da placa de engate;

a Figura 12 é um esquema elétrico do circuito elétrico da terceira configuração do conjunto sensor;

a Figura 13A é uma vista esquemática de uma quarta configuração do conjunto sensor na qual um sensor do tipo de efeito Hall e um ímã são posicionados através de uma porção da cavidade da placa de engata deslocados um do outro;

a Figura 13B é uma vista esquemática da quarta configuração do conjunto sensor na qual um pino mestre é posicionado dentro da cavidade da placa de engate;

a Figura 14 é um esquema elétrico do circuito elétrico da quarta

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7/16 configuração do conjunto sensor;

a Figura 15A é uma vista esquemática de uma quinta configuração do conjunto sensor na qual o conjunto sensor está em um estado zero;

a Figura 15B é uma vista esquemática da quinta configuração do conjunto sensor na qual o conjunto sensor indica a localização de um componente diferente do pino mestre;

a Figura 15C é uma vista esquemática da quinta configuração do conjunto sensor na qual o conjunto sensor indica a localização do pino mestre dentro da cavidade da placa de engate;

a Figura 16 é um esquema elétrico do circuito elétrico da quinta configuração do conjunto sensor; e a Figura 17 é uma vista esquemática de um circuito elétrico de uma sexta configuração do conjunto sensor que inclui um sensor de proximidade indutivo.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS CONFIGURAÇÕES PREFERENCIAIS [00012] Para finalidades de descrição, aqui os termos “superior”, “inferior”, “direita”, “esquerda”, “traseira”, “frente”, “vertical”, “horizontal” e derivados deles devem se relacionar à invenção como orientada na Figura 1. Contudo, deve ser entendido que a invenção pode assumir diversas orientações alternativas e seqüências de etapas, exceto onde expressamente especificado o contrário. Deve também ser entendido que os dispositivos e processos específicos ilustrados nos desenhos anexos e descritos nas especificações a seguir, são configurações tomadas como exemplo dos conceitos inovadores definidos nas reivindicações anexas. Daí dimensões específicas e outras características físicas relacionadas às configurações aqui divulgadas não devem ser consideradas como limitativas, a menos que as reivindicações descrevam expressamente de outra forma.

[00013] O numeral de referencia 10 (Figuras 1-3) designa genericamente

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8/16 um sistema de monitoramento e sensoriamento eletrônico incorporado em um caminhão/trator 12 que inclui um conjunto de engate de reboque que tem uma base 16 montada de forma segura a um chassi 18, uma placa de engate de reboque 20 montada de maneira pivotante na base 16 em um eixo transversal e um mecanismo de travamento 22 para travar no lugar um pino mestre de reboque convencional. O sistema eletrônico 10 inclui, preferivelmente, um conjunto sensor de pino guia sem contato 24 montado ao conjunto de engate 14, um conjunto sensor de inclinação 25, um sensor de trava 27 e um dispositivo de saída 26 montado na cabine do trator 12. O conjunto sensor de inclinação 25 e o conjunto sensor de trava 27 estão descritos nas Patentes U.S. 5.861.802; 6.285.278 e 6.452.845. Os conjuntos sensores 24, 25, 27 são acoplados ao dispositivo de saída 26 por meio de um cabo multi-condutor 28. Em uma configuração preferencial, o sensor de proximidade de pino mestre sem contato 24 inclui um sensor do tipo indutivo, contudo, outros sensores de proximidade podem ser utilizados, inclusive sensores do tipo de efeito Hall e similares, como discutido abaixo.

[00014] No exemplo ilustrado, o conjunto sensor 24 é montado à placa de engate 20 próximo à cavidade 20 formada na placa de engate 20 para o interior da qual um pino mestre de reboque 32 é posicionado e travado. A Figura 4 fornece uma vista de cabeça para baixo e seção transversal parcial que ilustram a localização do pino mestre de reboque 32 quando colocado de maneira adequada dentro da cavidade 30. Como construído, o conjunto sensor 24 dá saída a um sinal de detecção quando o pino mestre 32 está colocado dentro da cavidade 34. A calibração do conjunto sensor 24 impede que ele indique que o pino mestre está presente quando um acoplamento desalinhado ocorre, o que impede que o mecanismo de travamento 22 prenda o pino mestre 32, isto é, o reboque ao conjunto placa de engate 14 ou ainda que forneça leituras “falso-positivas” ou não verdadeiras de um acoplamento adequado como discutido abaixo. O mecanismo de travamento 22 do conjunto

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9/16 placa de engate 14 é deslocado por uma mola de compressão para travar e prender de maneira automática o pino mestre de reboque 32 tão logo o pino mestre de reboque 32 penetra na cavidade de engate 30. Aqueles versados na técnica irão apreciar que a presente invenção pode ser utilizada em conexão com qualquer tipo de mecanismo de travamento. Deve, além disto, ser observado que a presente invenção pode ser aplicada a conjuntos de engate de trator que tem outras construções, e não está limitada a localizações de montagem particulares como mostrado para as configurações do conjunto sensor 24 aqui descrito.

[00015] A Figura 5 ilustra um dispositivo de saída tomado como exemplo 26. Um cabo condutor múltiplo 28 acopla o conjunto sensor 24 ao dispositivo de saída 26. Os componentes internos, isto é, os circuitos de controle do dispositivo de saída 26 são ainda mostrados e descritos na Patente U.S. 6.285.278 que é aqui incorporada para referência em sua totalidade. O dispositivo de saída 26 inclui um painel mostrador 34 para fornecer informação de estado de acoplamento para o condutor/operador do trator 12. Em uma configuração preferencial o painel mostrador 34 inclui um ícone “destravado” 36, um ícone “travado” 38, um ícone “quinta roda” 40 e mostrador de sete segmentos 42. Na configuração, o mostrador 42 fornece um código de erro que indica fontes possíveis de um mal funcionamento de acoplamento, novamente como já descrito na Patente U.S. 6.285.278. Preferivelmente um diodo de luz vermelha (LED) é fornecido através do ícone “destravado” 36. Além disto, um LED amarelo, vermelho e verde são fornecidos atrás do ícone “quinta roda” 41 e um LED verde é fornecido atrás do ícone “travado” 38. Aquele versado na técnica irá apreciar que os LEDs individuais poderiam ser substituídos por um sistema de LEDs capaz de fornecer diversas cores. Enquanto o dispositivo de saída 26, como mostrado indica somente indicadores virtuais, aquele versado na técnica na técnica irá facilmente apreciar que uma saída de áudio pode ser fornecida. Por exemplo,

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10/16 adicionando um alto-falante e circuitos de processamento de voz apropriados o dispositivo de saída 26 pode fornecer saída de voz para instruir um condutor quanto a causas possíveis de um mau funcionamento de acoplamento. Adicionalmente, uma cigarra de aviso pode ser ativada em adição a, ou como uma alternativa, fornecendo um ícone “destravado” 36.

[00016] Em uma primeira configuração o conjunto sensor 24 (Figura 6A) inclui um sensor do tipo Hall analógico 44 com um circuito integrado, um imã de deslocamento 46 que tem um eixo magnético 47 que produz um fluxo magnético 48 e um circuito de ajustamento de limiar de comutação 50. O sensor de efeito Hall 44 é sensível a fluxo magnético em uma direção perpendicular à sua dimensão maior. Como melhor ilustrado na Figura 6A, o imã de deslocamento 46 fornece um fluxo base ou fluxo de nível zero 48 quando o pino mestre 32 não está localizado de maneira adequada dentro da cavidade 30. A força do imã de deslocamento 46 e a faixa dinâmica do dispositivo Hall dentro do sensor 44 determinam a faixa efetiva do sensor 44. Como ilustrado na Figura 6B, com o pino mestre 32 movido em uma direção como ilustrado e representado pela seta de direção 52 e posicionado próximo ao conjunto sensor 24, o fluxo 48 do ímã 46 como lido pelo sensor Hall 44 é maior em resistência devido à proximidade do material ferro-magnético que constitui o pino mestre 32. Um sinal positivo é então gerado indicando localização adequada do pino mestre 32 dentro da cavidade 30 da placa de engate 20. Como ilustrado na Figura 6C, um material estranho tal como graxa, água, gelo e similares, que contém aparas ou partículas de um material ferro- magnético, comumente referidos como limalha, não fornece uma quantidade adequada de fluxo 48 para calibração adequada do circuito de ajustamento e comutação 50, para indicar uma localização positiva e adequada do pino mestre 32 dentro da cavidade 30.

[00017] Uma vista esquemática do conjunto sensor 24 está ilustrada na Figura 7 e inclui um suprimento de energia 54 e um terra 56, cada um

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11/16 acoplado ao sensor Hall 44, e o circuito de comutação 50. O circuito de comutação 50 inclui um circuito comparador 58, uma malha de realimentação de histerese 60, um potenciômetro analógico digital 62 para ajustar a sensibilidade limiar do conjunto sensor 24 e um condicionador de sinal 64 para condicionar o sinal de saída 66 da comutação desejada. Uma plotagem teórica da saída do sensor para otimizar a comutação está ilustrada na Figura 8, na qual a saída está plotada contra a intensidade de fluxo.

[00018] O numeral de referencia 24a (Figura 9A) indica genericamente uma outra configuração da presente invenção que tem um primeiro sensor de efeito Hall 68, um segundo sensor Hall 70, um terceiro sensor Hall 72, um primeiro ímã de deslocamento 78 que tem um eixo magnético 73 e que cria um primeiro fluxo magnético 75, um segundo ímã de deslocamento 76 que tem um eixo magnético 79 e que cria um segundo fluxo magnético 77 e um circuito de comutação 78. Cada sensor Hall 68, 70, 72 é sensível ao fluxo magnético em uma direção perpendicular à sua dimensão maior. No exemplo ilustrado o primeiro sensor Hall 68 é sensível ao fluxo que escoa entre os ímãs 74, 76 e ao longo de seus eixos magnéticos 73, 79, enquanto o segundo sensor Hall 70 e o terceiro sensor Hall 72 são sensíveis aos campos magnéticos que são perpendiculares aos eixos magnéticos 73, 79, dos ímãs 74, 76. Como ilustrado na Figura 9B, os fluxos 75, 77 criados pelos ímãs 74, 76 são retirados através do segundo sensor Hall 70 e terceiro sensor Hall 72 por um posicionamento adequado do pino mestre 32 dentro da cavidade 30.

[00019] Um esquema do conjunto sensor 24a está mostrado na Figura 10 onde o conjunto sensor 24a inclui um suprimento de energia 80 acoplado operacionalmente a cada um dos sensores Hall 68, 70, 72 e linhas de terra 82 para o mesmo, e o circuito de comutação 78. No exemplo ilustrado, o circuito de comutação 78 inclui um circuito de ajustamento de limiar 84, um comparador de primeiro para segundo sensor Hall 86, um comparador de primeiro para terceiro sensor Hall 88, uma janela e comparador 90 para

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12/16 comparar as diferenças entre as saídas dos comparadores 86, 88 e um condicionador de sinal de saída 92 que fornece um sinal de saída 94.

[00020] O numeral de referencia 24b (Figura 11A) representa uma outra configuração do conjunto sensor. No exemplo ilustrado, o conjunto sensor 24b inclui um primeiro sensor Hall 96, um segundo sensor hall 98 orientado de maneira perpendicular ao primeiro sensor Hall 96, um ímã de deslocamento 100 que tem um eixo magnético 101 e que cria um fluxo magnético 103 e um circuito de limiar e de comutação 102. Como ilustrado, os sensores Hall 96, 98 são orientados de tal modo que o primeiro sensor Hall 96 é sensível a fluxo ao longo do eixo magnético 101, enquanto o segundo sensor Hall 98 é sensível a fluxo perpendicular ao eixo do imã 101, pelo que, fazendo o conjunto sensor 24b mais sensível para monitorar objetos localizados ao longo do eixo magnético 101 do ímã, bem como perpendicular a ele. Por exemplo, como ilustrado na Figura 11B o conjunto sensor 24b pode ser calibrado para levar em consideração o fluxo magnético como provocado por componentes do conjunto de engata 14, tal como a placa de engate 20. Neste arranjo o segundo sensor Hall 98 é sensível a fluxo 104 que escoa em uma direção perpendicular ao eixo magnético 101, que é utilizado para ajustar de maneira precisa a sensibilidade do conjunto sensor global 24b. Como ilustrado na Figura 11C, a se colocação adequada do pino mestre 32 dentro da cavidade 30 provoca aumento no fluxo 106 que escoa através do primeiro sensor Hall 96, que é comparado à leitura de estado constante desenvolvida a partir da orientação como ilustrado na Figura 11B.

[00021] A Figura 12 ilustra os circuitos do conjunto sensor 24b e inclui um suprimento de energia 105 e um terra 106 para cada um dos primeiro sensor Hall 96 e o segundo sensor Hall 98 e circuito de comutação 102. O circuito de comutação 102 inclui um comparador 108 para comparar as saídas do primeiro sensor Hall 96 e do segundo sensor Hall 98, uma malha de realimentação 110 e um condicionador de sinal de saída 102 que produz um

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13/16 sinal de saída 114.

[00022] O numeral de referencia 24c (Figura 13A) representa ainda uma outra configuração alternativa do conjunto sensor que inclui um comutador Hall 116 e um ímã de deslocamento 118 que tem um eixo magnético 121 e que cria um fluxo magnético 122. No exemplo ilustrado, o comutador Hall 116 é montado em um lado de um elemento em forma de ferradura 120 construído preferivelmente de um ferro macio ou outro material altamente permeável, que atrai com isto fluxo magnético por conta de sua baixa resistência magnética. O imã 118 é montado em um lado oposto do elemento 120 e é posicionado de modo a orientar o fluxo 122 criado com isto na direção do comutador Hall 116. Devido ao espaçamento através das extremidades do elemento 120, uma quantidade relativamente pequena do fluxo 122 é encontrada pelo comutador Hall 116 quando o pino mestre 32 não está presente dentro da cavidade 130. Como ilustrado na Figura 13B, o fluxo 122 é aumentado com a presença do pino mestre 32 dentro da cavidade 30. Deve ser observado que no exemplo ilustrado do conjunto sensor 24c, a acumulação ou adição de material limalha 52 dentro da cavidade 30 e ao redor do pino mestre 32 realmente ajuda no disparo do comutador Hall 116 preenchendo quaisquer espaços de ar localizados entre o pino mestre 32 e as arestas laterais da cavidade 30. Deve ainda ser observado que o arranjo do conjunto sensor 24c tem a vantagem de não requerer uma saída analógica para funcionar de maneira adequada.

[00023] A Figura 14 é uma vista esquemática do conjunto sensor 24c que inclui o comutador Hall 116 que tem um suprimento de energia 124 e um terra 126, e um circuito de comutação 128. O circuito de comutação 128 inclui um comparador 130 e uma malha de realimentação 132, um circuito de ajustamento de limiar 134 e um condicionador de sinal de saída 136, que fornece um sinal de saída 138.

[00024] O numeral de referencia 24d (Figura 15A) representa uma outra

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14/16 configuração do conjunto sensor. O conjunto sensor 24d inclui um primeiro sensor de efeito Hall 140, um ímã de deslocamento 142 que tem um eixo magnético 143 que cria um fluxo 146 e um circuito de comutação 144. No exemplo ilustrado, o primeiro sensor Hall 140 é orientado perpendicularmente a e é deslocado do eixo do ímã 142. Como melhor ilustrado na Figura 15A, o fluxo 146 escoa genericamente ao longo do eixo do ímã 142. Como ilustrado na Figura 15B o fluxo 146 é puxado perpendicularmente ao eixo do ímã 142 no sentido de um componente do conjunto de engate 14 tal como a placa de engate 20, permitindo com isto ajustamento e a sintonia fina do conjunto sensor global 24d e permitindo que seu ajustamento leve em consideração a presença de componentes diferentes do pino mestre 32. O conjunto sensor 24d ainda inclui um par de placas de proteção, cada uma contendo uma quantidade de material ferro-magnético que ajuda a orientar o fluxo 146 ao redor dos lados do sensor 24d, criando com isto ou atuando como uma proteção para quaisquer outros componentes metálicos externos ou limalha na área monitorada. Como melhorar ilustrado na Figura 13C, uma quantidade maior do fluxo 146 é direcionada ao longo do eixo do ímã 142 que é no sentido do pino mestre 32 para longe do sensor Hall 140 quando o pino mestre 32 está localizado de maneira adequada dentro da cavidade 30. Como ilustrado, o conjunto sensor 24d permite o ajustamento de um ponto de disparo para incorporar um limiar para ignorar quantidades prejudiciais de limalha que provocam uma leitura de “falso positivo” do conjunto sensor 24d. [00025] A Figura 16 é uma vista esquemática do conjunto sensor 24d que inclui um suprimento de energia 150 e um terra 152 para o sensor Hall 140, e o circuito de comutação 144. O circuito de comutação 144 inclui um comparador 154, uma malha de realimentação 156, um circuito limiar 158 e um condicionador de sinal de saída 160, que fornece um sinal de saída 162. [00026] O sistema de monitoramento eletrônico 10 inclui preferivelmente um sensor de proximidade de indução 164 (Figura 17) em lugar dos arranjos

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15/16 de sensor de efeito Hall como aqui divulgado. Como é conhecido na técnica, sensores de proximidade indutivos funcionam detectando uma mudança nas propriedades de um indutor relacionado. As propriedades do indutor irão mudar se um material ferroso condutor é colocado dentro de uma região de espaço detectado dentro do campo magnético dos indutores que pode se estender para fora do indutor. Tipicamente sensores indutores utilizam um sinal oscilante (CA) dentro do indutor para sensorear mudanças de propriedades do indutor com a freqüência das oscilações que trocam a importância das diversas propriedades do indutor. Como ilustrado, o sensor indutor do sensor de proximidade por indução 164 detecta a quantidade de perda no indutor quando um material ferro-magnético está em proximidade junto a ele. No exemplo presente, a freqüência operacional do sensor de proximidade indutivo é preferivelmente menor do que 50 kHz, 20 kHz nominal, reduzindo com isto “falsos positivos” como provocados por material ferro-magnético limalha carregada. Uma vantagem específica do sensor de proximidade por indução 164 é a eliminação de um ímã de deslocamento como requerido com sensores de efeito Hall e sensores comutadores de lâmina.

[00027] A Figura 17 é uma vista esquemática do sensor de proximidade indutivo 164 que compreende um circuito tanque 166 que inclui uma bobina sensora 168 e uma combinação em série de um par de capacitores 170. A freqüência de oscilação do circuito tanque 166 é preferivelmente menor do que, ou igual a 50 kHz (20 kHz nominal). O circuito tanque 166 faz parte de um circuito oscilador Colpitts 172 que inclui um capacitor 174, resistores 176, 178, 180, 182, 184, 186, um capacitor 188 e um transistor 190. O transistor 190 fornece energia de realimentação necessária para manter a oscilação do circuito tanque 166. Os resistores 176, 178, 180 e a combinação em série dos resistores 182, 184, 186 ajustam o ponto de operação CC do transistor 190. O capacitor 188 é utilizado para contornar em CA o resistor 186 para aumentar

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16/16 o ganho CA do transistor 190 independente do deslocamento CC. Os componentes do circuito oscilador minimizam a quantidade de realimentação requerida para manter a oscilação. No exemplo presente, perdas induzidas por um objeto condutor próximo à bobina sensora 168 faz com que o oscilador diminua em amplitude. Preferivelmente o resistor 184 é utilizado para compensar perdas de circuito dependentes de temperatura e, principalmente, a resistência do enrolamento de cobre utilizado dentro da bobina sensora 168. Um transistor 192 e um resistor 194 fornecem a saída amortecida do oscilador Colpitts 172. Um capacitor 196 bloqueia o nível CC presente no emissor do transmissor 192. Um primeiro diodo 198 fornece um novo nível CC em relação ao terra e um segundo diodo 200 de meia onda retifica a saída CA do oscilador. Um capacitor 202 e um resistor 204 filtram a CA retificada para obter um nível CC proporcional à amplitude do oscilador, isto é, comparada a um nível CC derivado de um resistor 210 e um resistor 212. Um comparador 214 e um resistor 216 realizam a função de comparação e geram um sinal de saída 218 para o sensor de proximidade indutivo 164.

[00028] Na descrição precedente será facilmente apreciado por aqueles versados na técnica que modificações podem ser feitas à invenção sem se afastar dos conceitos aqui divulgados. Tais modificações devem ser consideradas como incluídas nas reivindicações a seguir, a menos que estas reivindicações, por sua linguagem, descrevam expressamente de outra forma.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema eletrônico (10) para monitorar um conjunto de engate de reboque (14) que tem uma placa de engate (20) com uma cavidade (30) para acomodar um pino mestre (32) de um reboque e um mecanismo de travamento (22) para travar o pino mestre (32) na cavidade (30), o sistema eletrônico (10) determinando se o conjunto de engate de reboque (14) está acoplado de maneira adequada ao reboque, compreendendo:

um primeiro ímã (46) que cria um primeiro fluxo magnético (48);

um primeiro sensor de efeito Hall (44) para sensorear a posição de um pino mestre (32) de um reboque em relação a uma cavidade (30) de uma placa de engate (20) medindo o primeiro fluxo magnético (48); e um circuito de controle acoplado operacionalmente com o primeiro sensor de efeito Hall (44) e que determina se o primeiro fluxo magnético (48) indica uma localização adequada de um pino mestre (32) de um reboque em relação a uma cavidade (30) de uma placa de engate (20), o sistema caracterizado pelo fato de que o circuito de controle é adaptado para ajustar uma sensibilidade do primeiro sensor de efeito Hall (44) ao primeiro fluxo magnético (48).
2. Sistema eletrônico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro sensor de efeito Hall (44) é alinhado com um eixo magnético do primeiro imã (46).
3. Sistema eletrônico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda inclui:

um segundo ímã que cria um segundo fluxo magnético medido pelo primeiro sensor de efeito Hall (44), em que o segundo fluxo magnético é afetado de maneira primária por um componente de uma placa de engate (20).
4. Sistema eletrônico, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o primeiro sensor de efeito Hall (44) é alinhado

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2/6 com um eixo magnético do primeiro ímã (46), e em que o primeiro sensor de efeito Hall (44) é deslocado de um eixo magnético do primeiro ímã (46).
5. Sistema eletrônico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda inclui:

um segundo sensor de efeito Hall que mede o primeiro fluxo magnético (48) e que é deslocado de um eixo magnético do primeiro imã (46);

um segundo ímã que cria um segundo fluxo magnético e que tem um eixo magnético; e um terceiro sensor de efeito Hall que mede o segundo fluxo magnético e que é deslocado do eixo magnético do segundo ímã.
6. Sistema eletrônico, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o segundo e terceiro sensores de efeito Hall são, cada um, localizados entre uma cavidade (30) de uma placa de engate (20) e o primeiro e segundo ímãs.
7. Sistema eletrônico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro ímã (46) e o primeiro sensor de efeito Hall (44) são posicionados através de uma porção de uma cavidade (30) de uma placa de engate (20) um do outro.
8. Sistema eletrônico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda inclui:

um dispositivo mostrador (26) acoplado operacionalmente ao circuito de controle e que apresenta o estado de acoplamento para um operador de um veículo.
9. Sistema de engate compreendendo:

um conjunto de engate de reboque (14) que tem uma placa de reboque (20) com uma cavidade (30) para acomodar um pino mestre (32) de um reboque, e um mecanismo de travamento (22) para travar o pino mestre (32) na cavidade (30);

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3/6 um primeiro imã (46) que cria um primeiro fluxo magnético (48);

um primeiro sensor de efeito Hall (44) para sensorear a posição de um pino mestre (32) de um reboque em relação à cavidade (30) da placa de engate (20) medindo o primeiro fluxo magnético (48); e um circuito de controle acoplado operacionalmente com o primeiro sensor de efeito Hall (44) e que determina se o primeiro fluxo magnético (48) indica uma localização adequada de um pino mestre (32) de um reboque em relação à cavidade (30) da placa de engate (20), o sistema caracterizado pelo fato de que o circuito de controle é adaptado para ajustar uma sensibilidade do primeiro sensor de efeito Hall (44) ao primeiro fluxo magnético (48).
10. Sistema de engate, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o primeiro sensor de efeito Hall (44) é alinhado com um eixo magnético do primeiro ímã (46).
11. Sistema de engate, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que ainda inclui:

um segundo ímã que cria um segundo fluxo magnético medido pelo primeiro sensor de efeito Hall (44), em que o segundo fluxo magnético é efetuado de maneira primária por um componente da placa de engate (20).
12. Sistema de engate, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o primeiro sensor de efeito Hall (44) é alinhado com o eixo magnético do primeiro ímã (46), e em que o primeiro sensor de efeito Hall (44) é deslocado de um eixo magnético do primeiro ímã (46).
13. Sistema de engate, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que ainda inclui um segundo sensor de efeito Hall que mede o primeiro fluxo magnético (48) e é deslocado de um eixo magnético do primeiro ímã (46);

um segundo ímã que cria um segundo fluxo magnético e que

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4/6 tem um eixo magnético; e um terceiro sensor de efeito Hall que mede o segundo fluxo magnético e que é deslocado do eixo magnético do segundo imã.
14. Sistema de engate, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que os segundo e terceiro sensores de efeito Hall são, cada um, localizados entre a cavidade (30) da placa de engate (20) e os primeiro e segundo ímãs.
15. Sistema de engate, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o primeiro ímã (46) e o primeiro sensor de efeito Hall (44) são posicionados através de uma porção da cavidade (30) da placa de engate (20) um do outro.
16. Sistema de engate, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que ainda inclui um dispositivo mostrador (26) acoplado operacionalmente ao circuito de controle que apresento o estado de acoplamento para um operador de um veículo.
17. Sistema eletrônico (10) para monitorar um conjunto de engate de reboque (14) que tem uma placa de reboque (20) com uma cavidade (30) para acomodar um pino mestre (32) de um reboque e um mecanismo de travamento (22) para travar o pino mestre (32) na cavidade (30), o sistema eletrônico (10) determinando se o conjunto de engate de reboque (14) está acoplado de maneira adequada ao reboque, compreendendo:

um sensor de proximidade sem contato para sensorear a posição de um pino mestre (32) de um reboque em relação a uma cavidade (30) de uma placa de engate (20);

um circuito de controle acoplado operacionalmente ao sensor de proximidade, que determina se um pino mestre (32) de um reboque está localizado de maneira adequada em relação a uma cavidade (30) de uma placa de engate (20); e

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5/6 um dispositivo mostrador (26) acoplado operacionalmente ao circuito de controle que apresenta o estado de acoplamento para um operador de um veículo, o sistema caracterizado pelo fato de que o sensor de proximidade sem contato compreende um sensor indutivo (164), e em que o sensor indutivo (164) oscila a uma frequência menor ou igual a cerca de 50 kHz.
18. Sistema eletrônico, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o circuito de controle ajusta uma sensibilidade do sensor de proximidade sem contato.
19. Sistema eletrônico de engate para reboque compreendendo:

um conjunto de engate de reboque (14) que tem uma placa de engate (20) com uma cavidade (30) para acomodar um pino mestre (32) de um reboque e um mecanismo de travamento (22) para travar o pino mestre (32) na cavidade (30);

um sensor de proximidade sem contato, para sensorear a posição de um pino mestre (32) de um reboque em relação à cavidade (30) da placa de engate (20);

um circuito de controle acoplado operacionalmente ao sensor de proximidade, que determina se um pino mestre (32) de um reboque está localizado de maneira adequada em relação à cavidade (30) da placa de engate (20); e um dispositivo mostrador (26) acoplado operacionalmente ao circuito de controle e que apresenta o estado de acoplamento para um operador de um veículo, o sistema caracterizado pelo fato de que o sensor de proximidade sem contato compreende um sensor indutivo (164), e em que o sensor indutivo (164) oscila a uma frequência menor ou igual a cerca de 50

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6/6 kHz.
20. Sistema eletrônico, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o circuito de controle ajusta uma sensibilidade do sensor de proximidade sem contato.