Os novos sistemas inteligentes requeridos para caminhões são necessários para atender as exigências crescentes do transporte de mercadorias, tanto hoje quanto no futuro. O ZF Innovation Truck, uma realização conjunta da ZF Friedrichshafen AG, ZF Lenksysteme GmbH – joint venture da ZF e da Bosch – e do Openmatics s.r.o. demonstra como estes sistemas funcionam na prática. O protótipo do cavalo-mecânico com carreta, que mede 25 metros com semirreboque e reboque, realça particularmente como as montadoras, empresas de logística e motoristas de caminhões podem se beneficiar da integração inovadora dos sistemas avançados de transmissão, direção e telemática.
O ZF Innovation Truck pode, por exemplo, ser manobrado remotamente na posição desejada através de um app de tablet – fácil e rapidamente, de maneira precisa e com emissões zero graças ao acionamento híbrido. O conceito que será apresentado pela primeira vez no 65º Salão Internacional de Veículos Comerciais (IAA Commercial Vehicles 2014) apresenta muitas vantagens.
“Com o Innovation Truck, a ZF ilustra o potencial adicional já presente em suas tecnologias atuais”, explica o CEO da ZF, Dr. Stefan Sommer. “Criamos funções de assistência totalmente novas que são incrivelmente eficientes e, ao mesmo tempo, são relativamente simples de implementar. Elas podem ainda fornecer respostas aos muitos desafios complexos que empresas de transporte e logística enfrentam diariamente”, acrescenta Sommer.
Tempos de espera imprevisíveis nos armazéns tornam cada vez mais difícil para os motoristas de caminhões cumprirem prazos, leis e horas de trabalho, bem como desfrutar de um tempo de descanso adequado. Por último, manobrar em declives frequentemente gera danos caros aos veículos devido a colisões.
Os caminhões do tipo cavalo-mecânico com carreta – com aproximadamente 25 metros de comprimento – projetados para o futuro são os mais difíceis de manobrar, mesmo para os motoristas mais experientes. O motorista deve manter a visão geral de toda a combinação veículo/reboque a partir do banco do motorista e, simultaneamente ser capaz de controlar com precisão o movimento do reboque traseiro somente esterçando as rodas dianteiras. Ou seja, o condutor deve coordenar perfeitamente os dois ângulos de articulação, do semirreboque e do reboque. “O assistente de manobras no Innovation Truck libera totalmente o motorista de seu trabalho de esterçamento e muito mais”, comenta Olrik Weinmann, gerente de projetos em Engenharia Avançada e Testes na ZF, responsável pelo Innovation Truck. “Eles podem sair e movimentar o cavalo-mecânico com carreta na posição exata exigida, utilizando apenas os dedos e um app de tablet”, completa Weinmann.
Valor agregado devido à integração inteligente
A automação do Innovation Truck é baseada, primariamente, em três elementos. Para o acionamento, aplica-se a nova transmissão automatizada ZF TraXon – mais precisamente, a variante TraXon Hybrid, que tem um motor elétrico integrado na carcaça de embreagem que entrega 120 kW (161 cv) de potência e 1.000 Nm de torque. Complementando, uma embreagem seca foi instalada no módulo híbrido. Isto possibilita todas as funcionalidades híbridas, até mesmo as manobras puramente elétricas. A bateria de alta tensão do sistema tem capacidade suficiente para realizar manobras múltiplas, uma após a outra, com emissões zero.
Além disso, existe o avançado sistema de direção com sobreposição de torque ZF Servotwin para veículos comerciais. O ZF Servotwin vem de série com um motor elétrico, além da bomba hidráulica que é acionada pelo motor de combustão que fornece a potência principal. A própria configuração oferece a possibilidade de realizar manobras autônomas sem a intervenção do motorista no volante, função que fica a cargo do controle remoto no caminhão. Os engenheiros desenvolveram, especialmente para o Innovation Truck, uma alteração na bomba hidráulica para o caminhão poder realizar manobras com a ignição do motor desligada, ou seja, com “emissão zero”, o que torna esta solução eletrohidráulica (direção eletrohidráulica ou EHPS). Ao invés do motor diesel, dois powerpacks ZF Servotwin acionam a bomba desenvolvida.
O terceiro elemento é o app de telemática Openmatics que demonstra seus poderes no Innovation Truck da ZF. Ele consiste em uma unidade de bordo (Onboard-Unit) ou uma unidade de conectividade (Connectivity Unit), sensores tecnológicos para coleta de dados e software especial. Para a detecção wireless e controle dos ângulos do reboque e semirreboque do caminhão, bem como a posição do motorista que manuseia o tablet são utilizados sistema “Bluetooth Low-Energy (BLE)”. Tratam-se de chips especiais sem fio (wireless), de baixo consumo de energia e um alcance de aproximadamente 25 metros. No ZF Innovation Truck, eles estão localizados na parte traseira da cabine e em cada canto do semirreboque e do reboque. Assim que a distância até as BLE ou até o tablet mudar, a intensidade de campo também muda proporcionalmente. Esta informação é processada pela unidade de bordo e pelo tablet do operador.
Analisados individualmente, os três sistemas (TraXon, Servotwin e Openmatics) estabelecem padrões de referência em suas respectivas áreas. No entanto, um elemento de ligação central continua a ser necessário para a função de manobra controlada remotamente. Por isso, uma unidade de controle no “coração do sistema” integra e coordena os itens citados acima. Essa unidade controla automaticamente o ângulo do volante e a velocidade, bem como os atuadores individuais. Este último, como os sensores, são conectados via CAN bus a unidade de controle do protótipo, que está em contato constante com o tablete via Bluetooth. Com um potencial volume de produção em série, o assistente de manobras poderia ser executado na unidade de controle da ZF Servotwin ou na TraXon, eliminando assim a necessidade da unidade de controle adicional.
Intuitivo e seguro para manobrar
O app de manobras para tablet é outro elemento importante para possibilitar que o caminhão de 25 metros seja controlado remotamente. Todo o conjunto – o caminhão, o semirreboque e o reboque – está ilustrado na tela do tablet, onde são exibidas as possíveis posições de acionamento da transmissão automatizada e o menu de seleção para a velocidade de deslocamento. O operador pode escolher entre velocidades de 4, 2 ou 1 km/h para a condução à frente, e 0,5, 1 ou 2 km/h para a condução em marcha à ré. Tão logo a posição de condução e a velocidade tenham sido selecionadas mediante um toque, o operador precisa apenas manter um dedo na frente do caminhão ou na parte traseira do reboque na tela do tablet, e o acionamento totalmente elétrico quase silencioso põe o Innovation Truck em movimento. Se for necessário esterçar para a direita ou para a esquerda, é preciso apenas deslizar o dedo na tela, na direção escolhida. Tão logo o dedo seja retirado da tela, o veículo para automaticamente. O mesmo acontece se o contato do rádio entre o tablet e o Innovation Truck seja interrompido.
Diversidade funcional expandida
Em complemento ao assistente de manobras e acoplamento, inúmeras outras funções surgem da conexão inteligente dos diversos sistemas; tais funções prometem proporcionar valor agregado na rotina diária da logística e do transporte do futuro. Com o Innovation Truck da ZF, os dados do veículo podem ser visualizados na tela do tablet. O motorista pode, por exemplo, visualizar o estado de carga da bateria híbrida e muitos outros parâmetros – mesmo durante a condução normal do veículo, quando o condutor estiver sentado atrás do volante. No final, a equipe criou uma nova interface para integrar o tablet diretamente no cockpit do caminhão, como um instrumento de exibição adicional.
“Do ponto de vista puramente técnico, também seria possível para os caminhões que operam em armazéns movimentarem-se até as docas ou posição de estacionamento totalmente por conta dos próprios recursos, ou seja, mesmo sem o app de controle remoto,” continua Weinmann. “Isto, entretanto, exige uma infraestrutura diferente nos armazéns, constituindo-se, portanto em uma visão para o futuro”, analisa Weinmann.
