Crédito Divulgação Hübner
11/11/2022
O fabricante alemão Hübner lancou o Articulated Bus Steering Control (ABSC) é um novo sistema de controle de direção projetado para permitir que o ônibus articulado possa ter o seu comprimento ampliado para até 36 metros, oferecendo maior capacidade de transporte, como a de um bonde ou sistema ferroviário leve.
Alemanha – A Hübner GmbH & Co KG (Grupo Hübner), com sede em Kassel, Alemanha, desenvolveu um novo sistema avançado de direção controlada eletronicamente para permitir que os OEMs construam e entreguem um conceito completamente novo em transporte de passageiros de alta capacidade; um novo ônibus biarticulado com até 36 metros de comprimento, capaz de transportar 300 passageiros por vez e, mais significativamente, poder circular em estradas normais sem a necessidade de faixas especiais, trilhos ou sistemas de orientação.
O novo sistema de direção é chamado de sistema Hübner Articulated Bus Steering Control (ABSC). O conceito foi estabelecido há cerca de oito anos, quando a Hübner, fornecedora de sistemas de articulação nos setores de ônibus, bondes, veículos leves e pesados sobre trilhos, começou a considerar combinar as vantagens de alta capacidade dos sistemas de bondes e trens leves com a flexibilidade e vantagens de menor custo dos ônibus. A Hübner afirmou que o novo sistema é possível devido aos desenvolvimentos em rápida evolução nos conceitos de acionamento elétrico e sua integração em vários tipos de veículos, o que parecia fisicamente e economicamente impossível apenas alguns anos atrás.
A importância dos eixos múltiplos acionados eletricamente no desenvolvimento do sistema de controle de direção
Em entrevista à T&BB sobre o sistema Hübner ABSC, Uwe Bittroff, responsável pela divisão de Ônibus da Hübner Technologies, enfatizou que um ponto de virada importante foi a disponibilidade dos ônibus elétricos com motores em vários eixos. Ele disse que quanto mais longo o ônibus, mais importante é que ele siga uma trilha invisível, onde o meio e a traseira do ônibus articulado seguem exatamente a mesma rota feita pela frente do veículo para evitar colidir com outros veículos. Para que isso aconteça, é preciso desenvolver um sistema inteligente de direção multieixos, afirmou Bittroff.
Segundo Bittroff as simulações de círculos de giro e rotas de dois ônibus articulados com diferentes especificações de eixo demonstram que um ônibus biarticulado com três eixos direcionais precisa de um raio de giro com a largura da via de 10 metros para que o ônibus biarticulado estendido faça um círculo completo, enquanto que um veículo com seis eixos direcionais percorre um círculo completo em um espaço de apenas 4 metros de largura, enquanto ao mesmo tempo e mais importante, permanece dentro da largura da estrada. No entanto, Bittroff disse que para ser capaz de desenvolver um sistema tão flexível quanto possível, foi necessário realizar muitas simulações olhando para diferentes combinações de eixos motrizes direcionais e eixos direcionais, para fornecer uma abordagem modular possível para corresponder a diferentes aplicações.
Parceria da Hübner com o Instituto Fraunhofer de Transporte e Infraestrutura
A Hübner informou que o principal desafio técnico do projeto foi substituir o sistema de orientação tradicional baseado em trilhos de um bonde por uma tecnologia de direção segura e confiável que funcionasse sem trilhos e que pudesse controlar um veículo de seis eixos com vários elementos.
A Hübner disse que trabalha em conjunto com o Instituto Fraunhofer para Sistemas de Transporte e Infraestrutura IVI1 no sistema Hübner ABSC (Controle de Direção de Ônibus Articulado) desde 2014. Bittroff explicou que a Hübner tem trabalhado com o Fraunhofer Institute devido à sua longa experiência no desenvolvimento de algoritmos para sistemas de direção para ônibus de vários eixos – começando com o projeto de direção de três eixos Gopple AutoTram em 2005. (A Hübner também fez parte deste projeto no desenvolvimento das passarelas de articulação).
A Hübner, juntamente com o Instituto Fraunhofer, produziu posteriormente protótipos de veículos-conceito com quatro fabricantes chineses diferentes; três fabricantes de ônibus e um fabricante de vagões leves – que foram selecionados devido à adoção anterior de veículos elétricos a bateria. Em 2017, a Hübner assumiu a gestão do projeto do sistema de direção. Por intermédio da experiência com esses projetos de protótipos na China, a Hübner disse que o comportamento de direção para os novos conceitos de veículos foi testado com sucesso e que com esses protótipos foi possível mostrar a funcionalidade básica do sistema de direção em testes de demonstração.
Abaixo está uma imagem mostrando os vários projetos de protótipos de prova de conceito envolvendo a Hübner desde 2012.
A diferença entre o que a Hübner oferecia nesses protótipos era o sistema à prova de falhas. Em todos os sistemas protótipos, a unidade mestre estava configurando e enviando as informações diretamente para cada eixo, enquanto no sistema ABSC oferecido hoje, cada eixo é controlado de forma independente com seu sistema de segurança inteligente.
Investimento na tecnologia de direção – Modelo de negócio
Tal como acontece com muitas invenções, há sempre a questão de saber se existe o caso de negócios para investimento e em trazer um sistema de direção novo e radicalmente avançado para o mercado. Aqui, Bittroff disse que há, definitivamente, uma demanda crescente por ônibus de alta capacidade (HCB) decorrente da tendência da indústria ferroviária em áreas urbanas, com veículos elétricos sendo combinados com a tecnologia de pneus de borracha dos ônibus. Ele vê que a HCB oferece às cidades no futuro, alta capacidade e qualidade de transporte a um baixo custo e sem o alto nível de interrupção da cidade durante a implementação, como é o caso mais frequente dos bondes ou dos sistemas ferroviários leves.
No entanto, uma questão fundamental é o custo do projeto de desenvolvimento para um OEM de ônibus, afirmou Bittroff. Não é econômico para um fabricante de ônibus investir em um sistema de direção avançado para apenas 20 ou 30 ônibus e, além disso, continuou Bittroff, muitas vezes o tempo não é suficiente para desenvolvê-lo para apenas um projeto. Assim, a estratégia da Hübner é basear seu investimento no mesmo modelo de negócios de 25 anos atrás com sistemas de articulação, que era fazer um sistema o mais flexível possível para permitir sua implementação em uma ampla variedade de ônibus e aplicações. Posteriormente, isso envolveu a realização de muitas simulações diferentes, incluindo a observação de diferentes combinações de eixos direcionais.
O sistema de controle de direção de ônibus articulado Hübner – pronto para utilização
O sistema de direção ABSC desenvolvido pela Hübner em conjunto com parceiros de tecnologia* é um sistema modular que pode ser integrado a uma ampla gama de novos tipos de veículos e é adequado para veículos simples e bidirecionais.
Bittroff disse que a Hübner ofereceria a tecnologia / componentes para o sistema de controle de direção (consistindo no sistema de direção de controle mestre e componentes e sistemas de articulação), e não os eixos ou a tecnologia de transmissão, que é a competência dos fornecedores de eixo / transmissão e sua integração pelos fabricantes de chassis. Além disso, continuou Bittroff, em qualquer projeto HCB, a Hübner espera ser consultada em um estágio inicial no desenvolvimento e integração do sistema de direção, pois isso também inclui a integração do sistema de articulação, que novamente é diferente dos sistemas comuns disponíveis para os atuais ônibus articulados.
Bittroff explicou que cada cidade tem uma infraestrutura diferente, então o desafio para Hübner, ao desenvolver os primeiros conceitos, foi examinar e entender todos os diferentes sistemas e infraestruturas no mercado global hoje, levando em consideração a altura e o comprimento da plataforma, a posição de as portas e cargas por eixo, e assim por diante, para entender completamente as possibilidades e os requisitos para desenvolver um sistema de direção o mais flexível e modular possível.
A tecnologia central, disse ele, é um conjunto de algoritmos usados com a eletrônica que permite à Hübner simular uma trilha invisível para os eixos seguirem. Usando os algoritmos, o ônibus sabe exatamente onde está o tempo todo, afirmou Bittroff, bem como a rota que precisa seguir. Esses algoritmos são controlados por uma caixa de controle eletrônico mestre ou unidade de controle de direção (SCU), que opera independentemente de o sistema de direção e direção ter sido desligado, acrescentou Bittroff.
Segurança, Steer-by-Wire e autonomia
A Unidade de Controle de Direção opera de acordo com a norma ISO 26262, que é a norma de segurança para o funcionamento de sistemas eletroeletrônicos na indústria automotiva desde janeiro de 2021. Isso é muito crítico para a segurança, afirmou Bittroff, porque, se um eixo não percorrer a direção certa, pode haver um problema de segurança. O padrão de segurança está no mesmo nível de um avião, acrescentou Bittroff. Além disso, outro recurso de segurança importante é que cada sistema de direção ou módulo possui seu próprio pacote à prova de falhas para garantir que não haja falhas operacionais.
Para torná-lo o mais flexível possível, o sistema de controle de direção Hübner é oferecido como módulos com eixos adicionais e módulos sendo adicionados se o comprimento do ônibus precisar ser estendido. Abaixo está uma imagem do equipamento de teste em Dresden dos módulos do sistema de direção multi-eixo com os componentes Hübner coloridos em azul. Esta plataforma de testes será transferida para a VSE (uma subsidiária da Hübner desde 2021) na Holanda, que agora é responsável pelos sistemas de direção de controle eletrônico.
