BR102018075578A2

BR102018075578A2 - Sistema de controle de suspensão que proporciona correções de altura de pneu para uma máquina agrícola

Info

Publication number: BR102018075578A2
Application number: BR102018075578-1A
Authority: BR
Inventors: Roy A. Bittner; Blaine A. Schwalbe; Nathan P. Brooks
Original assignee: Cnh Industrial America Llc
Priority date: 2017-12-11
Filing date: 2018-12-10
Publication date: 2019-07-16
Also published as: US20190176560A1; US10569612B2

Abstract

em um aspecto, um sistema de controle de suspensão é proporcionado para ajustar dinamicamente pistões localizados próximo às rodas de uma máquina agrícola para considerar agachamento ou deflexão de pneu com cargas variadas. articulação, inclinação, rolamento e/ou altura de máquina podem ser determinadas a partir de medições de pressão na máquina para aplicar tais correções de altura de pneu. para pulverizadores, isso permite controlar folga e altura de suspensão para manter a barra paralela ao solo para evitar danos.

Description

“SISTEMA DE CONTROLE DE SUSPENSÃO QUE PROPORCIONA CORREÇÕES DE ALTURA DE PNEU PARA UMA MÁQUINA AGRÍCOLA” Campo da Invenção [001] A invenção refere-se normalmente a equipamento de aplicação de produto agrícola como pulverizadores autopropulsados e, em particular, a um sistema de suspensão para uma máquina agrícola que inclui conjuntos de suspensão, sensores de pressão, válvulas controladas eletronicamente e um processador configurado para determinar forças para baixo para pneus de pressões indicadas pelos sensores de pressão, determinar correções de altura de pneu para os pneus das forças para baixo, e controlar as válvulas para aplicar as correções de altura de pneu.

Antecedentes da Invenção [002] Pulverizadores com alta folga se tornam maiores e mais complexos para permitir aumento de cobertura em uma única passagem, que aperfeiçoa eficácia de aplicação. Esses pulverizadores podem encontrar uma variedade de condições de superfície do solo tais como pedras, protuberâncias, morros, buracos, rampas, declives, e semelhantes, muitos dos quais podem afetar rodas diferentes da máquina em tempos diferentes. Como resultado, prolongamento lateral das barras do pulverizador pode entrar em contato com o solo às vezes, de modo que resulta potencial mente em dano. Além disso, distribuição desigual de peso da máquina agrícola em certas rodas pode levar a máquina a perder tração, ficar presa, ou criar outros riscos de operação. Para minimizar o efeito dessas condições, operadores viajam tipicamente em baixas velocidades (da ordem de 5 mph ou menos) quando há um risco de encontrar condições de superfície do solo. Entretanto, viajar a baixas velocidades tem a desvantagem de precisar de mais tempo para tratar um campo agrícola o que pode resultar em fadiga do operador, desgaste e ruptura da máquina, e/ou perda de produtividade. É por esse motivo desejável aprimorar o sistema de

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2/32 suspensão para essas máquinas.

Descrição da Invenção [003] Em um aspecto, um sistema de controle de suspensão é proporcionado para ajustar dinamicamente pistões localizados próximos às rodas de uma máquina agrícola para considerar agachamento ou deflexão de pneu com cargas variadas. Articulação, inclinação, rolamento e/ou altura de máquina podem ser determinados a partir de medições de pressão na máquina para aplicar tais correções de altura de pneu. Para pulverizadores, isso permite controlar folga e altura de suspensão para manter a barra paralela ao solo para evitar danos.

[004] Um pistão pode ser localizado próximo a cada roda em quatro cantos de uma máquina agrícola (tipicamente quatro rodas, apesar de que duas ou mais rodas podem ser proporcionadas a cada localização de roda). Cada pistão pode ser operável para ajustar a altura da máquina agrícola em relação à sua roda proximal por meio de um curso do pistão. Cada pistão pode estar em comunicação com um sensor para determinar o curso do pistão, um acumulador para segurar fluido para o pistão, uma válvula de controle para movimentar fluxo do fluido, e um controlador de circuito fechado (que pode ser um controlador Proporcional Integral Derivativo (PID)) para ajustar o curso do pistão para um ponto de ajuste-alvo enquanto minimiza um erro de feedback medido pelo sensor de pistão. Cada pistão pode também estar em comunicação com um pistão oposto diagonalmente para controlar fluxo de fluido no pistão oposto diagonalmente, que inclui conforme descrito na Patente n² U.S. 8.297.634 incorporada a título de referência. Um sistema de controle pode ser proporcionado na máquina agrícola para ajustar dinamicamente os pistões localizados próximos a cada roda. O sistema de controle pode implantar lógica a: (1) acessar continuamente articulação, inclinação, rolamento e/ou altura de máquina em relação às rodas com base em leituras de sensor

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3/32 dos pistões localizados próximos às rodas; (2) determinar ajuste de altura-alvo para cada roda para proporcionar uma orientação da máquina acima da superfície do solo de modo que protege prolongamento lateral das barras do pulverizador (e/ou equalizar substancialmente distribuição de peso da máquina em cada roda); e (3) enviar um ponto de ajuste de curso baseado na altura-alvo para um controlador de circuito fechado (que pode ser um controlador PID) em comunicação com cada pistão que opera continuamente para ajustar o pistão ao alvo. Articulação pode ser determinada por (1) captação do curso de cada pistão por meio dos sensores de pistão correspondentes; (2) determinar um primeiro curso médio entre um primeiro par diagonal de sensores e um segundo curso médio entre um segundo par diagonal de sensores; e (3) subtrair o segundo curso médio do primeiro curso médio. A magnitude resultante pode representar a quantidade média de articulação em um par de rodas opostas diagonalmente em relação a outro par de rodas opostas diagonalmente, e o sinal resultante pode representar a direção de articulação, que pode ser no sentido horário ou no sentido anti-horário. Afastamento, ou inclinação avante-ré, pode ser determinado por meio de cálculo de um diferencial de medição de pistão entre frente e trás da máquina. Rolamento, ou inclinação lado a lado, pode também ser determinado por meio de cálculo de um diferencial de medição de pistão entre lados da máquina. O sistema de controle pode determinar fluxo de fluido no sistema de suspensão pela estimativa de fluido total em cada sistema de pistão de circuito fechado. Fluido pode ser estimado com uso de um sensor e/ou transdutor de pressão em cada pistão e aplicação da lei dos gases ideais (pV=nRT) em relação a cada acumulador, e monitoramento de fluxo de fluido entre pistões opostos diagonalmente. Após determinar articulação, inclinação, rolamento e/ou altura de máquina, o sistema de controle pode calcular uma altura-alvo para cada canto da máquina (perto de cada pistão/roda), e pode traduzir cada altura-alvo

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4/32 a um ajuste de curso correspondente para cada pistão com base em uma geometria predeterminada da máquina (por exemplo, raio de roda, ângulo de curso de pistão, altura de coletor, e assim por diante). O ajuste de curso calculado é enviado para cada pistão, e o controlador de circuito fechado para cada pistão pode operar para minimizar um erro de feedback captado para alcançar o ajuste de curso calculado. Consequentemente, o erro de feedback captado pode ser proporcionado como parte de dois circuitos fechados: (1) um primeiro circuito que executa o sistema de controle para determinar o ajuste de curso calculado; e (2) um segundo circuito para alcançar o ajuste de curso proporcionado a cada pistão.

[005] Especificamente, um aspecto da presente invenção pode proporcionar um sistema de suspensão para uma máquina agrícola, que inclui: múltiplos conjuntos de suspensão, em que cada conjunto de suspensão de modo inclui um conjunto de armações articuladas e um cilindro, em que cada cilindro inclui uma haste de pistão configurada para estender e retrair em relação a uma base, na qual o conjunto de armações articuladas é acoplado à máquina agrícola em um ponto de pivotação e é acoplado a uma roda em um ponto de cubo, e que inclui o cilindro acoplado de modo operacional à máquina agrícola em um ponto de cilindro e também é acoplado de modo operacional ao conjunto de armações articuladas em um ponto de atuação distai a partir do ponto de pivotação de modo que a ação do cilindro no ponto de atuação faça o conjunto de armações articuladas pivotar no ponto de pivotação; múltiplos pneus, em que cada pneu é montado a uma roda; múltiplas válvulas controladas eletronicamente, em que cada válvula controlada eletronicamente é configurada para controlar um fluxo de fluido para e a partir de um volume de controle para operar um cilindro; múltiplos sensores de pressão, em que cada sensor de pressão é configurado para gerar um sinal que indica uma pressão de um volume de controle; e um processador em comunicação com as válvulas

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5/32 controladas eletronicamente e os sensores de pressão, em que o processador executa um programa armazenado em uma mídia não transitória para: determinar uma força para baixo para cada pneu a partir de uma pressão indicada por um sensor de pressão de um volume de controle para um cilindro de um conjunto de suspensão ao qual o pneu é montado; determinar uma correção de altura de pneu para cada pneu a partir da força para baixo; e controlar as válvulas controladas eletronicamente para mudar os volumes de controle para aplicar as correções de altura de pneu.

[006] Outros aspectos, objetos, funções, e vantagens da invenção serão melhor aparentes para aqueles versados na técnica a partir da descrição detalhada subsequente e figuras anexas. Deve ser entendido, entretanto, que a descrição detalhada e exemplos específicos, enquanto indicam realizações preferenciais da presente invenção, são dados por meio de ilustração e não de limitação. Muitas mudanças e modificações podem ser feitas dentro do escopo da presente invenção sem desviar do espírito da mesma, e a invenção inclui todas essas modificações.

Breve Descrição das Figuras [007] Realizações exemplificativas da invenção são ilustradas nas figuras anexas em que numerais de referência iguais representam partes iguais ao longo.

A Figura 1 é uma elevação lateral de uma máquina agrícola exemplificativa de acordo com a presente invenção;

A Figura 2 é uma elevação frontal da máquina agrícola da Figura 1;

A Figura 3 é uma vista em diagrama simplificada de um conjunto de suspensão exemplificativo da máquina agrícola da Figura 1;

A Figura 4 é uma porção exemplificativa de um sistema de suspensão da máquina agrícola da Figura 1;

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A Figura 5 é uma vista esquemática de um par de conjuntos de suspensão interligados da Figura 4;

A Figura 6 é um diagrama de um sistema de controle de suspensão da máquina agrícola da Figura 1;

A Figura 7 é um esquema para fornecimento de correções de altura no sistema de controle de suspensão da Figura 6;

A Figura 8 é um esquema para controle de válvulas controladas eletronicamente para aplicar as correções de altura da Figura 7;

As Figuras 9A e 9B são diagramas que ilustram um ângulo de chassi para o horizonte que anula o ângulo de chassi para o horizonte, respectivamente; e

A Figura 10 é uma vista em diagrama simplificada de um conjunto de suspensão alternativo de acordo com um aspecto da invenção.

Descrição Detalhada das Realizações [008] Referente agora às figuras e especificamente à Figura 1, uma máquina é mostrada aqui como um veículo pulverizador agrícola autopropulsado ou pulverizador autopropulsado 15 que tem uma lança de pulverização 17, como aquelas disponíveis em CNH Industrial, que incluem o Nitro Miller e pulverizadores da série Condor e pulverizadores da série New Holland Guardian. O pulverizador 15 inclui um chassi 20 que tem uma armação de chassi 25 que sustenta vários conjuntos, sistemas e componentes. Esses vários conjuntos, sistemas, e componentes incluem uma cabine 30, um motor 35, e um sistema hidráulico 40. O sistema hidráulico 40 recebe energia do motor 35 e inclui pelo menos uma bomba hidráulica que pode estar em um arranjo de hidrostato para proporcionar pressão hidráulica para operar componentes hidráulicos dentro do sistema hidráulico 40. Para pulverizadores com transmissões hidrostáticas, motores hidráulicos são conectados operativamente à bomba (ou bombas) hidráulica para rodas giratórias 44 com

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7/32 pneus 45 montados nelas. Em aplicações de acionamento mecânico, uma transmissão mecânica recebe energia do motor 35 e libera energia para girar as rodas 44 (e pneus 45) por meio de componentes de sistema de propulsão que transmitem energia como eixos de transmissão, diferenciais, e outros conjuntos de marcha em portal, cárteres, ou outros alojamentos. Em um aspecto, o pulverizador 15 pode incluir quatro rodas 44, que incluem: uma roda esquerda dianteira 44a (com um pneu esquerdo dianteiro 45a montado nela), uma roda direita dianteira 44b (com um pneu direito dianteiro 45b montado nela), uma roda esquerda traseira 44c (com um pneu esquerdo traseiro 45c montado nela) e roda direita traseira 44d (com um pneu direito traseiro 45d montado nela). Embora um arranjo com quatro rodas 44 é mostrado a título de exemplo, em outro aspecto, maiores ou menores números de rodas 44 podem ser implementados, como um pulverizador 15 com seis rodas 44, pode ser implementado. Além disso, apesar de rodas 44 com pneus 45 montados nelas ser mostrado a título de exemplo, em outro aspecto, tiras contínuas de bandas ou placas de esteiras podem ser dirigidas em vez de duas ou mais rodas cada.

[009] Ainda referente à Figura 1, um sistema de produto 7 pode incluir um sistema de armazenamento de produto 47 com um tanque de produto 49 que armazena um produto líquido agrícola 50 no chassi 20. Produto 50 pode incluir qualquer variedade de produtos líquidos agrícolas, como vários pesticidas, herbicidas, fungicidas, fertilizantes líquidos, e outros líquidos que incluem suspensões líquidas benéficas para aplicação em campo agrícolas por meio de uma lança de pulverização 17. Um sistema de enxágue 9 pode incluir um sistema de armazenamento de líquido de enxágue 51 que tem um tanque de enxágue 53 que armazena um líquido de enxágue 54 tal como água ou outro líquido de enxágue adequado. Além disso, um sistema de depuração de ar 11 pode incluir um sistema de armazenamento de ar comprimido que tem um compressor de ar 57 conectado de modo operacional a um tanque de ar 59

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8/32 que armazena ar 60 comprimido por um compressor 57. Um sistema de fluxo é configurado para direcionar de modo seletivo produto líquido 50, líquido de enxágue 54 e/ou ar 60 através de vários caminhos de fluxo definidos através do o pulverizador 15 e a lança 17 de modo que depende se um procedimento de pulverização, um procedimento de enxágue, ou um procedimento de depuração pneumática ou limpeza de lança é realizado. Durante pulverização e procedimentos de enxágue, o sistema de fluxo pode ativar uma bomba 61 para transportar tanto produto líquido 50 quanto líquido de enxágue 54 para a lança 17.

[010] Em operação, a bomba 61 pode empurrar tanto produto líquido 50 ou líquido de enxágue 54 através de componentes de encanamento como pedaços interconectados de tubos de produção e através de um sistema de fluxo de lança 63 que inclui segmentos de tubos de produção de lança 65 para liberação de bocais de lança de pulverização 70 que são espaçados um do outro ao longo da largura da lança 17 durante operações de pulverização ou enxágue do pulverizador 15 (de acordo com estados de ativação/desativação que podem ser implementados, por exemplo, com uso de interruptores controlados eletronicamente). Consequentemente, esses componentes de encanamento podem conectar o sistema de armazenamento de produto 47, o sistema de armazenamento de líquido de enxágue 51 e a lança 17 por meio de um sistema de válvula a bordo e sistema de válvula de lança. Durante procedimentos de pulverização, grupos de bocais 70 definidos em seções de pulverização ao longo da lança 17 pode liberar produto seletivamente 50 para liberação em um campo agrícola em localizações que correspondem a posições de seções de pulverização ativadas. A lança 17 é conectada ao chassi 20 com um conjunto de braço de levantamento 75 que é configurado para mover a lança 17 para cima e para baixo para ajustar a altura de aplicação do produto 50.

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9/32 [011] Com referência adicional à Figura 2, a lança 17 pode incluir múltiplos segmentos de lança 80 conectados de modo longitudinal para proporcionar a largura que corresponde ao conjunto de lança 17. Segmentos de lança 80 incluem uma seção central 85 e braços de lança esquerdo e direito 87, 89 que se estendem em direções opostas da seção central 85. Os braços de lança esquerdo e direito 87, 89 têm múltiplos segmentos com pares de segmentos de lança primários 90, segmentos de lança secundários 95, e segmentos de lança de afastamento 100 que se estendem em direções opostas ao longo dos respectivos braços de lança esquerdo e direito 87, 89, espelhados em torno de um eixo longitudinal do pulverizador 15. Os segmentos esquerdo e direito correspondentes dos pares de segmentos de lança primários, secundários e de afastamento 90, 95, 100 são substancialmente idênticos, então apenas um será descrito, com a descrição aplicável a ambos segmentos de braços de lança esquerdo e direito 87, 89. Segmento de lança primário 90 tem um terminal interno de lança primário 105 que está conectado com dobradiça 110 ao terminal externo da seção central 115, com dobradiça 110 configurada para permitir normalmente pivotação horizontal para a retaguarda dos segmentos de lança primário, secundário e de afastamento 90, 95, 100 em direção ao chassi 20 ao dobrar a lança 17 para atingir uma posição armazenada. Segmento de lança primário 90 se estende do terminal interno de lança primário 105 para longe da seção central 85 ao terminal externo de lança primário 120. Dobradiça 125 é disposta entre terminal externo de lança primário 120 e terminal interno de lança secundário 130 e é configurado para permitir a dobra de segmentos secundário e de afastamento 95, 100 relativos ao segmento de lança primário 90 para atingir a posição armazenada. Para dobra horizontal de segmentos secundário e de afastamento 95, 100 contra o segmento de lança primário 90, a dobradiça 125 permite pivotação horizontal dos segmentos secundário e de afastamento 95, 100 em direção ao segmento

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10/32 de lança primário 90. Para dobra vertical de segmentos secundário e de afastamento 95, 100 contra o segmento de lança primário 90, a dobradiça 125 permite pivotação vertical dos segmentos secundário e de afastamento 95, 100 em direção ao segmento de lança primário 90. Segmento de lança secundário 95 se estende do terminal interno de lança secundário 130 para longe do segmento de lança primário 90 ao terminal externo de lança secundário 135. Junta de afastamento 140 é disposta entre terminal externo de lança secundário 135 e terminal interno de lança de afastamento 145 e é configurado para permitir deflexão momentânea do segmento de lança de afastamento 100 para longe de sua posição estendida exteriormente durante colisões com culturas, o solo, e/ou outros obstáculos. Segmentos de lança de afastamento 100 se estende do terminal interno de lança de afastamento 145 para longe do segmento de lança secundário 95 ao terminal externo de lança de afastamento 150. Na posição armazenada de lança 17, os segmentos de lança secundário e de afastamento 95, 100 são dobrados contra o segmento de lança primário 90. O segmento de lança primário 90 é dobrado em direção ao chassi 20 para que o terminal externo de lança de afastamento 150 esteja perto do terminal interno de lança primário 105 dobrado para a frente do pulverizador 15 com o terminal externo de lança primário 120 e terminal interno de lança secundário 130 dobrado para trás do pulverizador 15.

Sistema de suspensão [012] Como explicado em mais detalhes abaixo, o pulverizador 15 pode incluir um sistema de suspensão com quatro conjuntos de suspensão separados 160, cada um de modo que corresponde a uma respectiva roda 44 do pulverizador 55. Um conjunto de suspensão 160 é ilustrado na Figura 3 a título de exemplo. Para o pulverizador 15, conjuntos de suspensão frontais esquerdo e direito e traseiros esquerdo e direito 160a, 160b, 160c e 160d, respectivamente, podem ser configurados similarmente. Entretanto, aspectos

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11/32 alternativos podem proporcionar números maiores ou menores de conjuntos de suspensão.

[013] Além disso, apesar de não mostrado especificamente, um ou mais dos conjuntos de suspensão 160 pode incluir elementos para direção, tais como os conjuntos de suspensão esquerdo dianteiro e direito dianteiro 160a e 160b, respectivamente, para dois volantes, e opcionalmente, nos conjuntos de suspensão esquerdo traseiro e direito traseiro 160c e 160d, respectivamente, para quatro volantes. Além disso, apesar de não mostrado especificamente, o conjunto de suspensão 160 pode ser configurado como parte de um conjunto de corrediça de eixo (ou “gaveta deslizável”) que pode mover para frente e para trás no chassi 20 para mudar a distância (ou largura de banda) entre rodas 44 em lados opostos do pulverizador 15. Em tal disposição, rodas dianteiras e traseiras nos lados dados, como a roda dianteira esquerda 44a e a roda traseira esquerda 44c, podem ser fixadas à mesma corrediça de eixo para garantir alinhamento de rodas traseiras atrás de rodas dianteiras. Tais conceitos são descritos adicionalmente na Patente n^s U.S. 8.297.634 incorporada a título de referência.

[014] Cada conjunto de suspensão 160 pode incluir um conjunto de armações articuladas 162 e cilindro 164. O cilindro 164 pode ser um cilindro único ou de dupla ação que é responsivo a um fluido em um volume de controle, como um óleo (hidráulico) ou gás (pneumático). O cilindro 164 pode incluir uma haste de pistão 166 configurada para estender e retrair em relação a uma base 168. O conjunto de armações articuladas 162 pode conectar ao pulverizador 15 em um ponto de pivotação 170 que pode estar em um canto relativo do chassi 20. O conjunto de armações articuladas 162 pode também conectar a uma ou mais rodas 44, com pneus 45 montados nelas, em um ponto de cubo 172 (ou múltiplas rodas, que inclui dirigir uma banda contínua de bandas ou placas de esteiras). O cilindro 164 pode ser acoplado de modo

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12/32 operacional à máquina agrícola em um ponto de cilindro 174 que pode também estar em um canto relativo do chassi 20. O cilindro 164 pode também ser acoplado de modo operacional ao conjunto de armações articuladas 162 em um ponto de atuação 176 distai do ponto de pivotação 170. Essa disposição permite ação do cilindro 164 no ponto de atuação 176 para causar o conjunto de armações articuladas 162 a pivotar no ponto de pivotação 170. Conexões entre o conjunto de armações articuladas 162 e o ponto de pivotação 170, o conjunto de armações articuladas 162 e o ponto de cubo 172, o cilindro 164 e o ponto de cilindro 174, e/ou o cilindro 164 e o ponto de atuação 176, podem ser feitas, por exemplo, por pinos fixados entre buracos no conjunto de armações articuladas 162 e/ou no cilindro 164 e canais correspondentes no chassi 20 e/ou nas rodas 44, e apoios de montagem inclusos em certos casos. Em um aspecto, a base 168 de cada cilindro pode ser acoplada de modo operacional no ponto de cilindro 174, e a haste de pistão 166 de cada cilindro pode ser acoplada de modo operacional no ponto de atuação 176, como mostrado na Figura 3. Entretanto, em outro aspecto, a base 168 de cada cilindro pode ser acoplada de modo operacional no ponto de atuação 176, e a haste de pistão 166 de cada cilindro pode ser acoplada de modo operacional no ponto de cilindro 174.

[015] Consequentemente, uma posição da haste de pistão 166 em relação à base 168 (indicada por curso “S”) pode configurar uma altura de suspensão relativa (indicada por “Hs”) para o conjunto de suspensão 160. Em operação, com o cilindro 164 que é um cilindro de dupla ação, a haste de pistão 166 pode ser ajustada a um comprimento de curso predeterminado, e pode estender e retrair do comprimento de curso predeterminado com movimento do pulverizador 15 sobre terreno, que pode servir para suprimir e controlar o movimento de pivô do conjunto de armações articuladas 162.

[016] Diversos parâmetros do conjunto de suspensão 160 podem

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13/32 ser predeterminados e armazenados em um sistema de controle de suspensão para calcular a altura de suspensão (Hs). Esses parâmetros predeterminados podem incluir: uma distância entre o ponto de pivotação 170 e o ponto de cubo 172 (indicado por “D”); uma distância entre o ponto de pivotação 170 e o ponto de cilindro 174 (indicado por “F”); uma distância entre o ponto de pivotação 170 e o ponto de atuação 176 (indicado por “A”); uma distância vertical entre o ponto de pivotação 170 e uma área central mais inferior do chassi 20 (ou belly pan) que proporciona folga para o pulverizador 15 sobre culturas e o solo abaixo (indicado por “Hbp”); um comprimento do cilindro 164 quando a haste de pistão 166 está completamente retraída ou dobrada (indicada por “HCmin”); e um comprimento da haste de pistão 166 quando completamente estendida do cilindro 164 (onde um curso “S” da haste de pistão 166 se torna “Smax”). Deve ser observado que qualquer comprimento do cilindro 164 (indicado por “HC”) é, portanto, igual ao comprimento do cilindro 164 quando a haste de pistão 166 está completamente retraída (HCmin) mais o curso da haste de pistão 166 (S). A título de exemplo, a distância vertical entre o ponto de pivotação 170 e a área central mais inferior do chassi 20 (Hbp) pode ser de cerca de 38,38448 centímetros (15,112 polegadas); a distância entre o ponto de pivotação 170 e o ponto de cubo 172 (D) pode ser de cerca de 175,6918 centímetros (69,170 polegadas); a distância entre o ponto de pivotação 170 e o ponto de atuação 176 (A) pode ser de cerca de 73,66 centímetros (29 polegadas); a distância entre o ponto de pivotação 170 e o ponto de cilindro 174 (F) pode ser de cerca de 73,66 centímetros (29 polegadas); o comprimento da haste de pistão 166 quando completamente estendida do cilindro 164 (Smax) pode ser, por exemplo, de cerca de 20,32 centímetros (8 polegadas); e o comprimento do cilindro 164 quando a haste de pistão 166 está completamente retraída (HCmin) pode ser de cerca de 48,26 centímetros (19 polegadas). A partir dos parâmetros predeterminados, parâmetros adicionais podem ser derivados, de modo que

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14/32 incluam: um ângulo do braço para o cilindro entre uma primeira linha entre o ponto de cilindro 174 e o ponto de atuação 176 e uma segunda linha entre o ponto de atuação 176 e o ponto de pivotação 170 (indicado pelo ângulo “ac”); e um ângulo da roda para o braço entre uma terceira linha entre o ponto de cubo 172 e o ponto de pivotação 170 e uma quarta linha horizontalmente entre ponto de cubo 172 (indicado por “tc”).

[017] Além disso, um sensor de posição 180 pode ser disposto em relação a cada cilindro 164. Cada sensor de posição 180 pode ser configurado para gerar um sinal elétrico para o sistema de controle de suspensão para indicar uma posição da haste de pistão correspondente 166 em relação à base 168, que corresponde ao curso (S). Por exemplo, com a haste de pistão 166 que tem um comprimento de cerca de 20,32 centímetros (8 polegadas), a haste de pistão 166 pode ser ajustada para um curso predeterminado que é um ponto médio de 10,16 centímetros (4 polegadas) (S = 10,16). Quando a haste de pistão 166 está completamente estendida (Smax), o comprimento de curso pode ser 20,32 centímetros (8 polegadas) (S = 20,32), e quando a haste de pistão 166 está completamente retraída (Smin), o comprimento de curso pode ser 0 centímetro (0 polegada) (S = 0).

[018] A partir dos parâmetros predeterminados e derivados acima mencionados, e da posição do sensor de posição 180 que indica o curso (S), a altura de suspensão (Hs) para qualquer conjunto de suspensão 160 pode então ser calculado geometricamente, como de acordo com a equação:

Hs =_D*COS(_tc-(ACOS((_A^A2+_F^A2-(S+_HCMiN)^A2)/(2*_A*_F))-_ac)).

[019] Além disso, como explicado em mais detalhes abaixo, a altura de suspensão (Hs) é igual à altura de suspensão quando a haste de pistão 166 está completamente retraída (indicada por “Hmin”) mais uma correção de altura de suspensão (indicada por “Hcor”). A título de exemplo, a altura de suspensão quando a haste de pistão 166 está completamente

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15/32 retraída (Hmin) pode ser de cerca de 41,0083 centímetros (16,145 polegadas).

[020] Além disso, cada pneu 45 pode ter uma circunferência de rolamento de carga estática (indicada por “Rsl”) que proporciona uma dimensão de altura do ponto de cubo 172 para o solo. A título de exemplo, a circunferência de rolamento de carga estática do pneu 45 (Rsl) pode ser de cerca de 86,36 centímetros (34 polegadas). Um somatório da circunferência de rolamento (Rsl), da altura de suspensão (Hs) e da distância vertical entre o ponto de pivotação 170 e a área central mais inferior do chassi 20 (Hbp) proporciona uma folga total para o pulverizador 15 (indicado por “C”) sobre culturas e o solo abaixo. A folga (C) pode ser um valor ajustável definido pelo operador, tal como 190,5 centímetros (75 polegadas).

[021] No entanto a circunferência de rolamento de carga estática (Rsl) pode ser reduzida por quantidades variáveis que dependem da força para baixo ou carga exercida no pneu 45. Por exemplo, conforme força adicional (incluindo peso) é aplicada ao pneu 45, como por carregamento do tanque de produto 49 com o produto líquido agrícola 50, o pneu 45 vai defletir de modo crescente por um valor de deflexão (indicado por “Rcor”), também conhecido como agachamento de pneu, e a circunferência de rolamento de carga estática (Rsl) vai diminuir consequentemente. Por outro lado, conforme força é reduzida do pneu 45, como por esvaziamento do tanque de produto 49 durante operações de pulverização, o pneu 45 vai defletir de modo decrescente pelo valor de deflexão (Rcor) e a circunferência de rolamento de carga estática (Rsl) vai aumentar. Os valores de deflexão variáveis (Rcor) podem ser especificados em uma tabela de consulta ou outra estrutura de dados 238 em um sistema de controle de suspensão (ver Figura 6) que compara tais dimensões de pneu com forças aplicadas em uma faixa de trabalho. A estrutura de dados 238 pode incluir múltiplos conjuntos de dados exclusivos para pneus diferentes, cada conjunto de dados que é baseado em tamanho de pneu, tipo, e semelhantes,

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16/32 de acordo com fabricações de pneu. A partir da estrutura de dados 238, uma circunferência de rolamento de carga estática precisa (Rsl), reduzida por um valor de deflexão (Rcor), pode ser determinada para cada pneu 45. Apesar de um sistema de suspensão com braços “dianteiros” e “traseiros” ser normalmente descrito acima a título de exemplo, em outros aspectos, sistemas de suspensão com configurações de deslizamento e/ou “forquilha” podem também ser implementados. Nesses aspectos alternativos, os cálculos geométricos descritos acima podem diferir para atingir o mesmo resultado.

Volume de Controle [022] A Figura 4 é uma vista esquemática de uma porção de um sistema de suspensão 200 para o pulverizador 15, proporcionada de acordo com um aspecto da invenção. Em particular, em disposições similares, como observado acima, o conjunto de suspensão frontal esquerdo 160a pode incluir um cilindro frontal esquerdo 164a; o conjunto de suspensão frontal direito 160b pode incluir um cilindro frontal direito 164b; o conjunto de suspensão traseiro esquerdo 160c pode incluir um cilindro traseiro esquerdo 164c; e o conjunto de suspensão traseiro direito 160d pode incluir um cilindro traseiro direito 164d. O sistema 200 também inclui acumuladores 202a-d, várias linhas, mangueiras, e adaptadores, como adaptadores T 204a-d, e válvulas duplas controladas eletronicamente 206a-d para controlar fluido, como óleo (hidráulico) ou gás (pneumático), armazenado em um reservatório 216 (Figura 5), que flui para e de volumes de controle 218 de fluido no sistema. Cada acumulador 202 pode ter duas câmaras ou porções separadas por um diafragma, com uma porção de fluido incompressível 212 em uma e uma porção de gás compressível na outra.

[023] Cada um dos cilindros 164 é similar aos outros e opera em uma maneira similar. Especificamente, com referência adicional à Figura 5, em relação ao cilindro frontal direito 164b, ele inclui uma porta de base 208, uma porta de haste 210, e uma haste de pistão móvel 166. Fluido em um volume de

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17/32 controle 218b que entra pela porta de base 208 (e que sai pela porta de haste 210 em um volume de controle 218c) leva a haste de pistão 166 a estender, e fluido no volume de controle 218b que entra pela porta de haste 210 (e que sai pela porta de base 208 no volume de controle 218c) leva a haste de pistão 166 a retrair. Consequentemente, a porta de base 208 do cilindro 164b está em comunicação de fluido através do volume de controle 218b com a porção de fluido 212 de um respectivo acumulador associado 202b por meio de um adaptador T associado 204b. Em operação, quando a roda dianteira direita 44b vai sobre uma protuberância por exemplo, a haste de pistão 166 retrai, o que leva o fluido a sair pela porta de base 208 e fluir para a porção de fluido 212 do acumulador associado 202b. Quando o pulverizador 15 viaja pela protuberância, fluido dessa câmara do acumulador 202b flui de volta para a porta de base 208 o que leva a haste de pistão 166 a estender para sua posição prévia. Dessa maneira, o acumulador opera essencialmente como uma mola, e resistência de fluido nas linhas interconectadas opera essencialmente como um amortecedor ou absorvedor de choque.

[024] As válvulas 206 controlam a quantidade de fluido no acumulador associado 202 de modo que uma posição neutra desejada (aproximadamente a posição de meio-curso) da haste de pistão 166 em cada um dos cilindros 164 pode ser atingida com base na carga do pulverizador 15. Dessa maneira, cada haste de pistão 166 é móvel uma quantidade suficiente em cada direção para atingir o movimento de pivô necessário dos conjuntos de armações articuladas 162, e altura de veículo desejada pode ser atingida para o pulverizador 15.

[025] O sistema 200 também conecta de modo cruzado os conjuntos de suspensão independentes. Em particular, o cilindro 164 de cada conjunto de suspensão 160 está em comunicação de fluido com um cilindro 164 de um conjunto de suspensão oposto diagonalmente 160. Por exemplo, na

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Figura 5, o cilindro 164b está em comunicação de fluido com o cilindro idêntico 164c no lado oposto diagonalmente do pulverizador 15. Especificamente, a porta de base 208 do cilindro 164b está em comunicação de fluido (por meio do adaptador T 204b) com a porta de haste 210 do cilindro 164c, e a porta de base 208 do cilindro 164c completa o circuito ao conectar (por meio de outro adaptador T 204c) à porta de haste 210 do cilindro 164b. Similarmente, o cilindro 164a está em comunicação de fluido com o cilindro idêntico 164d no lado oposto diagonalmente do pulverizador 15. Especificamente, a porta de base 208 do cilindro 164a está em comunicação de fluido (por meio do adaptador T 204a) com a porta de haste 210 do cilindro 164d, e a porta de base 208 do cilindro 164d completa o circuito ao conectar (por meio de outro adaptador T 204d) à porta de haste 210 do cilindro 164a. Essas interconexões são canalizadas em cruz nessa maneira de modo que quando cilindros 164a ou 164b em um conjunto movem para uma posição estendida ou retraída (devido a irregularidades no terreno ou forças associadas com a viragem do pulverizador 15), então o cilindro associado 164d ou 164c, respectivamente, no conjunto oposto diagonalmente também seria pressionado para a mesma posição estendida ou retraída. Do mesmo modo, se o cilindro 164d ou 164c é forçado para uma posição estendida ou retraída, então o cilindro associado 164a ou 164b, respectivamente, no conjunto oposto diagonalmente seria pressionado para a mesma posição estendida ou retraída. Essa ação cruzada dos cilindros ajuda a manter pulverizador 15 em uma orientação horizontal estável, de modo que o chassi 20 remanesce nivelado, e distribuição de peso aproximadamente constante para todas as quatro rodas é mantida.

[026] Além disso, um sensor de pressão 220 pode ser disposto em relação a cada volume de controle 218. Cada sensor de pressão 220 pode ser configurado para gerar um sinal elétrico para o sistema de controle de suspensão por indicar de um volume de controle correspondente 218. Em um

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19/32 aspecto, os sensores de pressão 220 podem ser dispostos como adaptadores em linha com as válvulas 206. Por exemplo, como mostrado na Figura 5, um sensor de pressão 220b, disposto como um adaptador em linha com a válvula 206b, pode gerar um sinal que indica uma pressão do volume de controle 218b. Similarmente, um sensor de temperatura opcional 222 pode ser disposto em relação a cada volume de controle 218. Cada sensor de temperatura 222 quando configurado pode gerar um sinal elétrico para o sistema de controle de suspensão por indicar uma temperatura de um volume de controle correspondente 218. Em um aspecto, os sensores de temperatura 222 podem ser dispostos como adaptadores em linha com as válvulas 206. Por exemplo, como mostrado na Figura 5, um sensor de temperatura 222b, disposto como um adaptador em linha com a válvula 206b, pode gerar um sinal que indica uma temperatura do volume de controle 218b.

[027] Uma orientação de nível do pulverizador 15 mantém distribuição de peso aproximadamente constante entre as rodas 44 e os pneus 45. Isso, por sua vez, reduz compactação total do solo, reduz lesão a raízes de cultura, e aperfeiçoa esforço de tração quando condições de baixa adesão ao solo existem, como sob condições lamacentas.

Controle de Suspensão [028] Referente agora à Figura 6, um sistema de controle de suspensão 230 pode ser configurado para proporcionar controle de suspensão para o pulverizador 15. O sistema de controle de suspensão 230 pode incluir um controlador 232 que tem um processador 233 em comunicação com os sensores de posição 180, os sensores de pressão 220, os sensores de temperatura 222 e as válvulas 206. O processador 233 pode comunicar com os sensores de posição 180, os sensores de pressão 220, os sensores de temperatura 222 e/ou as válvulas 206, por exemplo, através de um bus J1939 da Sociedade de Engenheiros da Mobilidade (SAE), bus 11783 da Organização

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Internacional de Normalização (ISO), bus 11898 da ISO e/ou outro bus de Rede de Controle de Área (CAN) ou outro sistema de comunicações. O processador 233 pode comunicar com os sensores de posição 180, os sensores de pressão 220, os sensores de temperatura 222 e/ou as válvulas 206 periodicamente, por exemplo, com uma velocidade de atualização na ordem de pelo menos 50 milissegundos. O processador 233 pode executar um programa 234 armazenado em uma mídia não transitória 236 para receber sinais dos sensores de posição 180, dos sensores de pressão 220 e/ou dos sensores de temperatura 222, e proporcionar sinais para as válvulas 206 para mudar os volumes de controle 218, para controlar de forma ideal o sistema de suspensão conforme descrito aqui.

[029] Com referência adicional à Figura 7, em um aspecto, no bloco 240, o processador 233 pode executar para determinar uma altura de suspensão (Hs) para cada conjunto de suspensão 160 de uma posição indicada por um sensor de posição 180 configurado em relação a um cilindro 164 do conjunto de suspensão 160, que proporciona um curso (S), incluso conforme descrito acima em relação à Figura 3. Com as alturas de suspensão (Hs) para cada um dos conjuntos de suspensão 160 calculados, o processador 233 pode então executar para calcular uma ou mais características de articulação (A), rolamento (R), afastamento (P), e/ou altura de máquina (H) do pulverizador 15 no bloco 242, conforme descrito aqui, para determinar correções de altura de articulação (indicada por “AHcor”), correções de altura de rolamento (indicada por “RHcor”), correções de altura de afastamento (indicada por “PHcor”) e/ou correções de altura de máquina (indicada por “MHcor”), respectivamente. Cada uma das correções de altura renunciadas pode ser calculada por ordem de prioridade para determinar contribuições respectivas às correções de altura (Rcor), às correções de altura-alvo (Rcor’), para otimizar os conjuntos de suspensão 160. Dessa maneira, o sistema de

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21/32 controle de suspensão pode considerar múltiplas características de suspensão, uma após a outra, desde que alturas de suspensão adequadas (Hs) estejam disponíveis, inclusas para manter uma folga definida por usuário (C) e/ou um quadro de orientação de zero em relação ao horizonte (Figura 8). Essas alturas de suspensão (Hs) podem ser limitadas por comprimentos máximos das hastes de pistão 166 (Smax).

[030] Apesar de que qualquer característica de articulação, rolamento, afastamento, e/ou altura de máquina pode ser considerada no sistema de suspensão em qualquer ordem de prioridade, articulação é preferencialmente considerada primeiro. Articulação é uma comparação entre alturas de suspensão (HS) do pulverizador 15 opostas diagonalmente. Articulação pode ser calculada como uma diferença uma primeira média de alturas de suspensão (Hs) dos conjuntos de suspensão frontal esquerdo e traseiro direito 160a, 160d e uma segunda média de alturas de suspensão (Hs) dos conjuntos de suspensão frontal direito e traseiro esquerdo 160b, 160c para determinar correções de altura de articulação (AHcor). As correções de altura de articulação (AHcor) podem então ser aplicadas às correções de altura-alvo (Rcor’) para os conjuntos de suspensão 160 em um primeiro bloco somatório 244, na medida em que altura de suspensão adequada (Hs) remanesce.

[031] Rolamento é uma comparação entre alturas de suspensão do lado esquerdo e lado direito (Hs) do pulverizador 15. Rolamento pode ser calculado como uma diferença entre uma primeira média de alturas de suspensão (Hs) dos conjuntos de suspensão dianteiro esquerdo e traseiro esquerdo 160a, 160c e uma segunda média de alturas de suspensão (Hs) dos conjuntos de suspensão frontal direito e traseiro direito 160b, 160d para determinar correções de altura de rolamento (RHcor). As correções de altura de rolamento (RHcor) podem então ser aplicadas às correções de altura-alvo (Rcor’) para os conjuntos de suspensão 160 no primeiro bloco somatório 244,

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22/32 na medida em que altura de suspensão adequada (Hs) remanesce.

[032] Inclinação é uma comparação entre alturas de suspensão (HS) frontal e traseira do pulverizador 15. Afastamento pode ser calculado como uma diferença entre uma primeira média de alturas de suspensão (Hs) dos conjuntos de suspensão esquerdo dianteiro e direito dianteiro 160a, 160b e uma segunda média de alturas de suspensão (Hs) dos conjuntos de suspensão esquerdo traseiro e direito traseiro 160c, 160d para determinar correções de altura de afastamento (PHcor). As correções de altura de afastamento (PHcor) podem então ser aplicadas às correções de altura-alvo (Rcor’) para os conjuntos de suspensão 160 no primeiro bloco somatório 244, na medida em que altura de suspensão adequada (HS) remanesce.

[033] Altura de máquina é uma comparação entre uma folga total para o pulverizador 15 (C) sobre culturas e o solo abaixo, que pode ser proporcionada como contribuição de um operador, e o somatório da circunferência de rolamento (Rsl) e da distância vertical entre o ponto de pivotação 170 e a área central mais inferior do chassi 20 (Hbp). A folga (C), um valor ajustável, pode ser disposto tipicamente por um operador a 190,5 centímetros (75 polegadas). Matematicamente, a altura de máquina pode ser expressada como C - (Rsl + Hbp). Uma média da altura de máquina pode ser determinada e aplicada homogeneamente a cada um dos conjuntos de suspensão 160 como correções de altura de máquina (MHcor). As correções de altura de máquina (MHcor) podem então ser aplicadas às correções de altura-alvo (Rcor) para os conjuntos de suspensão 160 no primeiro bloco somatório 244, na medida em que altura de suspensão adequada (HS) remanesce.

[034] Em seguida, as correções de altura-alvo (Rcor’) podem ser aplicadas às alturas de suspensão quando a haste de pistão 166 é completamente retraída (Hmin) em um segundo bloco somatório 246 para

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23/32 determinar alturas-alvo de suspensão (Hs’) que são otimizadas para os conjuntos de suspensão 160. A partir das alturas-alvo de suspensão (Hs’), e os parâmetros predeterminados e derivados mencionados anteriormente, cursosalvo (S’) podem então ser calculados geometricamente, como de acordo com a equação:

S’ = (_A^A2+_F^A2-2*_A*_F*COS(ACOS((Hs’)/_D)-_tc-_ac))^A0.5-_ HCmin.

[035] Então, com referência adicional à Figura 8, o processador 233 pode executar para controlar as válvulas 206 em um sistema de controle de circuito fechado 260 (consulte Figura 8) para escorrer fluido para ou a partir dos volumes de controle 218 para minimizar um valor de erro (E) entre determinados valores (alvo) e valores medidos.

Deflexão de Pneu [036] Além disso, em um aspecto, no bloco 250, o processador 233 pode executar para determinar circunferência de altura de suspensão de rolamento de carga estática (Rsl) para cada pneu 45 a partir de uma pressão indicada por um sensor de pressão 220 configurado em relação a um volume de controle 218 para operar um cilindro 164 do conjunto de suspensão 160, proporcionando uma pressão (indicada por “p”), inclusa conforme descrito acima em relação à Figura 5. Em particular, o processador 233 pode converter as pressões (p) para determinar forças para baixo nos pneus 45. As forças para baixo nos pneus 45 podem ser determinadas, por exemplo, ao calcular primeiro primeiras forças de primeiras pressões em primeiros lados dos cilindros 164 de conjuntos de suspensão 160 nos quais os pneus 45 são montados, ao calcular segundas forças de segundas pressões em segundos lados dos cilindros 164 dos conjuntos de suspensão 160 nos quais os pneus 45 são montados, e ao comparar a primeira e segunda forças. Os primeiros lados dos cilindros 164 podem incluir a base 168 e a porta de base 208, e o segundo lado do cilindro pode incluir a haste de pistão 166 e a porta de haste 210. A primeira força é

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24/32 então um produto da primeira pressão e uma área do primeiro lado, e a segunda força é então um produto da segunda pressão e uma área do segundo lado. Entretanto, dada uma porção da área do segundo lado que é tomada pela haste de pistão 166, essa porção é subtraída da área do segundo lado para determinar a segunda força. A força para baixo é então determinada como um diferencial entre a primeira e segunda forças.

[037] Com as forças para baixo, o processador pode então referenciar a estrutura de dados 238 para comparar dimensões de pneu (indicadas por “R”) com forças aplicadas (indicadas por “F”) em uma faixa de trabalho (indicada por “WR”), conforme descrito acima em relação à Figura 3. Normalmente, na faixa de trabalho (WR), dimensões de pneu (R) mudam proporcionalmente com força aplicada (F). A partir da estrutura de dados 238, circunferência precisa de rolamento de carga estática (Rsl), reduzida por um valor de deflexão (Rcor), pode ser determinada para cada pneu 45.

[038] Como os cálculos acima em relação às alturas de suspensão (Hs), com a circunferência de rolamento de carga estática (Rsl) para cada pneu 45 calculada, o processador 233 pode executar para calcular uma ou mais características de articulação (A), rolamento (R), afastamento (P), e/ou altura de máquina (H) do pulverizador 15, no bloco 252, devido a deflexão ou agachamento de pneu, para determinar correções de altura de articulação de pneu (indicada por “ARcor”), correções de altura de rolamento de pneu (indicada por “RRcor”), correções de altura de afastamento de pneu (indicada por “PRcor”) e/ou correções de máquina de altura de pneu (indicada por “MHRcor”), respectivamente. Cada uma das correções de altura renunciadas de pneu pode ser calculada em ordem de prioridade para determinar contribuições respectivas às correções de altura de pneu (Rcor), como correções de altura-alvo de pneu (Rcor’), para otimizar adicionalmente os conjuntos de suspensão 160. Dessa maneira, o sistema de controle de

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25/32 suspensão pode considerar por múltiplas características de deflexão ou agachamento de pneu, uma após a outra, na medida em que alturas de suspensão adequadas remanesçam disponíveis.

[039] Apesar de que qualquer característica de articulação, rolamento, afastamento, e/ou altura de pneu de máquina pode ser considerada no sistema de suspensão em qualquer ordem de prioridade, articulação é preferencialmente considerada primeiro. Articulação é uma comparação entre circunferência de rolamento de carga estáticas oposta diagonalmente (Rsl) do pulverizador 15. Articulação pode ser calculada com uma diferença entre uma primeira média de circunferência de rolamento de carga estáticas (Rsl) dos pneus esquerdo dianteiro e direito traseiro 45a, 45d e uma segunda média de circunferência de rolamento de carga estáticas (Rsl) dos pneus direito dianteiro e esquerdo traseiro 45b, 45c para determinar correções de altura de articulação de pneu (ARcor). As correções de altura de articulação de pneu (ARcor) podem então ser aplicadas às correções de altura-alvo (Rcor’) para os conjuntos de suspensão 160 no primeiro bloco somatório 244, na medida em que altura de suspensão adequada (HS) remanesce.

[040] Rolamento é uma comparação entre circunferência de rolamento de carga estáticas (Rsl) do lado esquerdo e lado direito do pulverizador 15. Rolamento pode ser calculado como uma diferença entre uma primeira média de circunferência de rolamento de carga estáticas (Rsl) dos pneus esquerdo dianteiro e esquerdo traseiro 45a, 45c e uma segunda média de circunferência de rolamento de carga estáticas (Rsl) dos pneus direito dianteiro e direito traseiro 45b, 45d para determinar correções de altura de rolamento de pneu (RRcor). As correções de altura de rolamento de pneu (RRcor) podem então ser aplicadas às correções de altura-alvo (Rcor’) para os conjuntos de suspensão 160 no primeiro bloco somatório 244, na medida em que altura de suspensão adequada (HS) remanesce.

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26/32 [041] Inclinação é uma comparação entre circunferência de rolamento de carga estáticas (RSL) frontal e traseira do pulverizador 15. Afastamento pode ser calculado como uma diferença entre uma primeira média de circunferência de rolamento de carga estáticas (Rsl) dos pneus esquerdo dianteiro e dianteiro 45a, 45b e uma segunda média de circunferência de rolamento de cargas estáticas (Rsl) dos pneus esquerdo traseiro e direito traseiro 45c, 45d para determinar correções de altura de afastamento de pneu (PRcor). As correções de altura de afastamento de pneu (PRcor) podem então ser aplicadas às correções de altura-alvo (Rcor’) para os conjuntos de suspensão 160 no primeiro bloco somatório 244, na medida em que altura de suspensão adequada (HS) remanesce.

[042] Altura de máquina é uma comparação entre circunferência de rolamento de carga estáticas (Rsl) de cada pneu 45 do pulverizador 15. Uma circunferência média de rolamento de cargas estáticas (Rsl) pode ser calculada para determinar correções de altura de pneu de máquina (MHRcor). As correções de altura de pneu de máquina (MHRcor) podem então ser aplicadas às correções de altura-alvo (Rcor) para os conjuntos de suspensão 160 no primeiro bloco somatório 244, na medida em que altura de suspensão adequada (HS) remanesce.

[043] Então, as correções de altura-alvo (Rcor’), com correções para características dos conjuntos de suspensão e/ou dos pneus 45, podem ser aplicadas às alturas de suspensão quando a haste de pistão 166 é completamente retraída (Hmin) no segundo bloco somatório 246 para determinar as alturas-alvo de suspensão (Hs’) que são otimizadas para os conjuntos de suspensão 160. A partir das alturas-alvo de suspensão (Hs’), e dos parâmetros predeterminados e derivados mencionados anteriormente, os cursos-alvo (S’) podem então ser calculados geometricamente para proporcionar a um sistema de controle de circuito fechado 260 conforme

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27/32 descrito acima.

Controle de Circuito Fechado [044] Referente agora à Figura 8, o processador 233 pode executar o sistema de controle de circuito fechado 260 para controlar as válvulas 206 para escorrer fluido para ou a partir dos volumes de controle 218 para minimizar um valor de erro (E) entre determinados valores (alvo) e valores medidos. Em particular, no bloco 262, o processador 233 pode determinar volumes-alvo de controle 218 (indicado por “ CV’ ”) que correspondem aos cursos-alvo (S’) para os cilindros 164 e uma pressão (p) indicada por um sensor de pressão 220 de um volume de controle 218 para o cilindro 164 para produzir finalmente os cursos-alvo (S’) em um regime permanente ou condição de equilíbrio. Além disso, no bloco 264, o processador 233 pode determinar uma quantidade de fluido medida em cada volume de controle 218 com uso de uma posição indicada por um sensor de posição, curso (S), configurado em relação a um cilindro 164 e uma pressão (p) indicada por um sensor de pressão 220 de um volume de controle 218 para o cilindro 164.

[045] Por exemplo, com referência novamente à Figura 5, a quantidade de fluido em cada volume de controle 218 pode ser determinada com adição de um primeiro volume de um cilindro 164 que tem uma porção do volume de controle 218 (como a base 168 do cilindro 164b que tem uma primeira porção do volume de controle 218b), um segundo volume da porção de fluido 212 de um acumulador 202 que tem uma segunda porção do volume de controle 218 (como a porção de fluido 212 do acumulador 202b que tem uma segunda porção do volume de controle 218b), e um terceiro volume de um cilindro 164 oposto diagonalmente que tem uma terceira porção do volume de controle 218 (como o lado de haste de pistão 166 do cilindro 164c que tem uma terceira porção do volume de controle 218b). Na maioria dos sistemas, as linhas interconectadas entre os cilindros 164, os acumuladores 202 e as

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28/32 válvulas 206 podem ser negligenciáveis; no entanto, uma constante adicional pode ser adicionada para considerar esse volume dentro do escopo da invenção.

[046] O volume da base 168 do cilindro 164 pode ser facilmente calculado com base nas dimensões do cilindro 164 e do curso (S) da haste de pistão 166 para o volume de controle medido (CV) (ou o curso (S’) para o volume-alvo de controle (CV’)). O volume do lado da haste de pistão 166 do cilindro 164 pode ser calculado com base nas dimensões do cilindro 164 e do curso (S) da haste de pistão 166, menos o volume consumido pela haste de pistão 166 no curso (S), para o volume de controle medido (CV) (ou o curso (S’) para o volume-alvo de controle (CV’)). O volume da porção de fluido 212 do acumulador 202 pode ser calculado indiretamente ao determinar primeiro um volume da porção de gás 214 do acumulador 202, então subtrair o volume da porção de gás 214 de um volume total do acumulador 202. O volume da porção de gás 214 pode ser aproximado com o uso da lei dos gases ideais: pV=nRT; onde “p” é a pressão do gás na porção de gás 214; “V” é o volume da porção de gás 214 a ser sanado; “n” é a quantidade de gás (em moles) na porção de gás 214; “R” é a ideal, ou universal, constante de gás, igual ao produto da constante de Boltzmann e da constante Avogadro; e “T” é a temperatura absoluta do gás. A pressão do gás “p” na porção de gás 214 pode ser aproximada par ser igual à pressão (p) do volume de controle 218 proporcionado pelos sensores de pressão 220. A quantidade de gás “n” pode ser determinada em antecedência de acordo com a fabricação do acumulador 202. A temperatura do gás “T” pode ser fixa a uma constante operacional predeterminada, ou alternativamente, pode ser aproximada para ser igual à temperatura proporcionado pelos sensores de temperatura 222.

[047] Com os volumes-alvo de controle 218 (CV’) e os volumes de controle medidos (CV) determinados, o processador 233 pode então

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29/32 executar para comparar os volumes-alvo de controle 218 (CV’) e os volumes de controle medidos 218 (CV) em um somatório de circuito fechado 266 para produzir valores de erro (E) entre os dois conjuntos. Os valores de erro (E) podem então ser aplicados com controle de circuito fechado 268, como através de controle proporcional integral derivativo (PID), para controlar as válvulas 206 para escorrer fluido para ou a partir dos volumes de controle 218 para minimizar os valores de erro (E).

Controle de Orientação [048] O pulverizador 15 pode também ser configurado para controlar orientação da armação de chassi 25 em relação aos conjuntos de suspensão 160 para evitar torção indesejada. Por exemplo, o pulverizador 15 pode encontrar declives decrescentes para a esquerda ou direita, ou rampas decrescentes para a frente ou para trás, torcendo-se o chassi, afetando-se operações de pulverização e/ou arriscar perda de controle. O pulverizador 15 pode ser permitido para manter uma orientação de chassi para o horizonte orientação substancialmente constante, preferencialmente de cerca de 0^o, com uso de uma Unidade de Medição Inercial (IMU) 270, um dispositivo eletrônico configurado para medir e relatar uma força específica de corpo, velocidade angular e/ou campo magnético que circunda o corpo, com uso de uma combinação de acelerômetros, giroscópios e/ou magnetômetros. A IMU 270 pode detectar, por exemplo, orientações em relação a pelo menos dois eixos, que incluem: um eixo x para detectar declives no chassi para o horizonte que causam rolamento; e um eixo y para detectar rampas no chassi para o horizonte que causam afastamento. Por exemplo, com referência adicional à Figura 9A, a IMU 270 pode detectar um ângulo Θ que indica rolamento de chassi para o horizonte para a direita (que pode ser causado por um declive decrescente à direita).

[049] Se permitido manter uma orientação de chassi para o

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30/32 horizonte substancialmente constante, e um ângulo de chassi para o horizonte é detectado, no bloco 272, o processador 233 pode executar para aplicar um que fator de correção que corresponde à correção-alvo para proporcionar autonivelamento. No exemplo da Figura 9A, isso pode resultar em um aumento na altura-alvo de suspensão (Hs’) que corresponde ao lado direito para nivelar substancialmente a armação de chassi 25, por meio das correções de altura de rolamento (RHcor), para controlar o rolamento, como para diminuir o rolamento, como proporcionado na Figura 9. Similarmente, para um afastamento detectado, o processador 233 pode executar para aplicar um fator de correção que corresponde à correção-alvo para proporcionar autonivelamento, como pelas correções de altura de afastamento (PHcor), para controlar o afastamento, como para diminuir o afastamento.

[050] Em outro aspecto, se uma IMU está presente ou não, contribuição de operador 274 pode ser proporcionada por um operador na cabine para proporcionar configurações de ajuste desejadas, como uma folga (C). Um sensor de velocidade de veículo e um sensor de virada de ângulo podem proporcionar medidas usadas pelo processador 233 para comparar a um quadro de orientação 278. Se uma transmissão do sensor de velocidade e/ou do sensor de virada de ângulo excede um limiar, o processador 233 pode executar para aplicar correções de altura de afastamento (PHcor) e/ou correções de altura de rolamento (RHcor) para controlar afastamento e/ou rolamento para um alvo desejado, que pode ser ajustado para diminuir o afastamento e/ou rolamento. Em um aspecto, o quadro de orientação 278 pode conduzir por compensação excessiva (além do zero) da suspensão combater “torção” entre a armação de chassi 25 e a lança de pulverização 17.

Sistema de Suspensão Alternativo [051] Deve ser observado que vários aspectos da invenção podem também aplicar a sistemas de suspensão alternativos. Por exemplo,

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31/32 com referência adicional à Figura 10, um sistema de suspensão alternativo 300 pode ser implementado no pulverizador 15. O sistema de suspensão 300 pode incluir um cilindro 302, como o cilindro 164. O cilindro 302 pode ser um cilindro único ou de dupla ação que é responsivo a um fluido em um volume de controle, como um óleo (hidráulico) ou gás (pneumático). Além disso, o cilindro 302 pode incluir uma haste de pistão 304 configurada para estender e retrair em relação a uma base 306. O cilindro 302 pode ser acoplado operacionalmente a um conjunto de suporte superior 308, que opera como um conjunto de armações articuladas, em um ponto de atuação 310, como o ponto de atuação 176, que pode estar em um canto relativo do chassi 20. O cilindro 302 pode também ser acoplado operacionalmente a um conjunto de suporte médio 312 em um ponto de cilindro 314, como o ponto de cilindro 174. O sistema de suspensão 300 pode também incluir uma bolsa de ar pneumático 316 para absorver choques. A bolsa de ar 316 pode ser acoplada operacionalmente ao conjunto de suporte médio 312, montado abaixo. A bolsa de ar 316 pode também ser acoplada operacionalmente a um conjunto de suporte inferior 318. O conjunto de suporte inferior 318 pode incluir um ponto de cubo 320, como o ponto de cubo 172, para montar a roda 44 (ou múltiplas rodas, inclusas para dirigir uma banda contínua de bandas ou placas de esteiras). Essa disposição permite ação do cilindro 302 no ponto de atuação 310 para levar o conjunto de suporte superior 308 a deslizar para cima e para baixo nos pontos de deslizamento 322, ao longo de guias superiores deslizáveis 324 montadas em um lado superior do conjunto de suporte médio 312, entre o conjunto de suporte médio 312 e o chassi 20. Essa disposição também permite ação da bolsa de ar 316 para levar o conjunto de suporte inferior 318 a deslizar para cima e para baixo nos pontos de deslizamento 326, ao longo de guias deslizáveis inferiores 328 montadas em um lado inferior do conjunto de suporte médio 312. Em um aspecto, a base 306 de cada cilindro

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32/32 pode ser acoplada de modo operacional no ponto de atuação 310, e uma haste de pistão 166 de cada cilindro pode ser acoplada de modo operacional no ponto de cilindro 314, como mostrado na Figura 10. Entretanto, em outro aspecto, a base 168 de cada cilindro pode ser acoplada de modo operacional no ponto de cilindro 314, e uma haste de pistão 166 de cada cilindro pode ser acoplada de modo operacional no ponto de atuação 310. O cilindro 302 e a bolsa de ar 316 podem permitir configurar o sistema de suspensão 300 para uma folga ajustável predeterminada (C), como determinado pelo operador, de modo que proporciona altura total do pulverizador 15. O sistema de controle de suspensão 230 (Figura 6) pode ser aplicado em relação ao cilindro 306 para permitir seguir mais terreno rugoso que pode ser proporcionado pela bolsa 316.

[052] Apesar do melhor modo observado pelos inventores de realização da presente invenção ser descrito acima, prática da invenção acima não é limitada além disso. Será manifestado que várias adições, modificações e rearranjos das funções da presente invenção podem ser feitas sem desviar do espírito e do escopo do conceito inventivo subjacente.

Claims

Reivindicações

1. SISTEMA DE SUSPENSÃO PARA UMA MÁQUINA AGRÍCOLA caracterizado pelo fato de que compreende:

uma pluralidade de conjuntos de suspensão, em que cada conjunto de suspensão compreende um conjunto de armações articuladas e um cilindro, em que cada cilindro compreende uma haste de pistão configurada para estender e retrair em relação a uma base, em que o conjunto de armações articuladas é acoplado à máquina agrícola em um ponto de pivotação e é acoplado a uma roda em um ponto de cubo, e em que o cilindro é acoplado de modo operacional à máquina agrícola em um ponto de cilindro e também é acoplado de modo operacional ao conjunto de armações articuladas em um ponto de atuação distai a partir do ponto de pivotação de modo que a ação do cilindro no ponto de atuação faça o conjunto de armações articuladas pivotar no ponto de pivotação;

uma pluralidade de pneus, em que cada pneu é montado a uma roda;

uma pluralidade de válvulas controladas eletronicamente, em que cada válvula controlada eletronicamente é configurada para controlar um fluxo de fluido para e a partir de um volume de controle para operar um cilindro;

uma pluralidade de sensores de pressão, em que cada sensor de pressão é configurado para gerar um sinal que indica uma pressão de um volume de controle; e um processador em comunicação com a pluralidade de válvulas controladas eletronicamente e a pluralidade de sensores de pressão, em que o processador executa um programa armazenado em uma mídia não transitória para:

determinar uma força para baixo para cada pneu a partir de uma pressão indicada por um sensor de pressão de um volume de controle para um

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2/7 cilindro de um conjunto de suspensão ao qual o pneu é montado;

determinar uma correção de altura de pneu para cada pneu a partir da força para baixo; e controlar as válvulas controladas eletronicamente para mudar os volumes de controle para aplicar as correções de altura de pneu.

2. SISTEMA DE SUSPENSÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a força para baixo para um pneu é determinada calculando-se uma primeira força a partir de uma primeira pressão em um primeiro lado de um cilindro de um conjunto de suspensão ao qual o pneu é montado, calculando-se uma segunda força a partir de uma segunda pressão em um segundo lado do cilindro do conjunto de suspensão ao qual o pneu é montado, e comparando-se a primeira e segunda forças.
3. SISTEMA DE SUSPENSÃO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o primeiro lado do cilindro inclui a base e uma porta de base para estender a haste de pistão quando fluido flui à porta de base, e o segundo lado do cilindro inclui a haste de pistão e uma porta de haste para retrair a haste de pistão quando fluido flui à porta de haste.
4. SISTEMA DE SUSPENSÃO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a primeira força é um produto da primeira pressão e uma área do primeiro lado, e a segunda força é um produto da segunda pressão e uma área do segundo lado menos uma área tomada pela haste de pistão.
5. SISTEMA DE SUSPENSÃO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a base de cada cilindro é acoplada de modo operacional à máquina agrícola no ponto de cilindro e a haste de pistão de cada cilindro é acoplada de modo operacional ao conjunto de armações articuladas no ponto de atuação.
6. SISTEMA DE SUSPENSÃO, de acordo com a

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3/7 reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processador executa adicionalmente para fazer referência a uma estrutura de dados que compara dimensões de pneu a forças para determinar as correções de altura de pneu.
7. SISTEMA DE SUSPENSÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processador executa para calcular pelo menos uma dentre articulação, inclinação e rolamento da máquina agrícola para determinar a correção de altura de pneu para cada pneu, em que a articulação é uma comparação entre forças para baixo que se opõem diagonalmente ou alturas de pneu da máquina agrícola, inclinação é uma comparação entre forças para baixo frontais e traseiras ou alturas de pneu da máquina agrícola, e rolamento é uma comparação entre forças para baixo de lado direito e de lado esquerdo ou alturas de pneu da máquina agrícola.
8. SISTEMA DE SUSPENSÃO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que articulação, inclinação e rolamento são calculadas para determinarem uma correção de altura de pneu de articulação, uma correção de altura de pneu de inclinação e uma correção de altura de pneu de rolamento para cada pneu, respectivamente, e em que a correção de altura de pneu para cada pneu compreende um somatório da correção de altura de pneu de articulação, da correção de altura de pneu de inclinação e da correção de altura de pneu de rolamento.
9. SISTEMA DE SUSPENSÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processador executa para calcular altura de pneu de máquina da máquina agrícola para determinar uma correção de altura de pneu de máquina para cada conjunto de suspensão, em que a altura de pneu de máquina é uma média de alturas de pneu para cada pneu.
10. SISTEMA DE SUSPENSÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada cilindro é um cilindro

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4/7 hidráulico de dupla ação, e em que cada cilindro é configurado para se mover em uma faixa de pelo menos 20,32 centímetros (8 polegadas).
11. SISTEMA DE SUSPENSÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma folga da máquina agrícola entre uma área central de um chassi sustentado pela pluralidade de conjuntos de suspensão e o solo é um valor ajustável.
12. PULVERIZADOR AGRÍCOLA caracterizado pelo fato de que compreende:

um chassi sustentado por conjuntos de suspensão frontais esquerdo e direito e traseiros esquerdo e direito, em que cada conjunto de suspensão compreende um conjunto de armações articuladas e um cilindro hidráulico de dupla ação, em que cada cilindro hidráulico compreende uma haste de pistão configurada para estender e retrair em relação a uma base, em que o conjunto de armações articuladas é acoplado ao pulverizador em um ponto de pivotação e é acoplado a uma roda em um ponto de cubo, e em que o cilindro hidráulico é acoplado de modo operacional ao pulverizador em um ponto de cilindro e também é acoplado de modo operacional ao conjunto de armações articuladas em um ponto de atuação distai a partir do ponto de pivotação de modo que a ação do cilindro hidráulico no ponto de atuação faça o conjunto de armações articuladas pivotar no ponto de pivotação;

uma pluralidade de pneus, em que cada pneu é montado a uma roda;

uma lança de pulverização que se estende transversalmente em relação ao chassi;

uma pluralidade de válvulas controladas eletronicamente, em que cada válvula controlada eletronicamente é configurada para controlar um fluxo de fluido hidráulico para e a partir de um volume de controle para operar um cilindro hidráulico;

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5/7 uma pluralidade de sensores de pressão, em que cada sensor de pressão é configurado para gerar um sinal que indica uma pressão de um volume de controle; e um processador em comunicação com a pluralidade de válvulas controladas eletronicamente e a pluralidade de sensores de pressão, em que o processador executa um programa armazenado em uma mídia não transitória para:

determinar uma força para baixo para cada pneu a partir de uma pressão indicada por um sensor de pressão de um volume de controle para um cilindro hidráulico de um conjunto de suspensão ao qual o pneu é montado;

determinar uma correção de altura de pneu para cada pneu a partir da força para baixo; e controlar as válvulas controladas eletronicamente para mudar os volumes de controle para aplicar as correções de altura de pneu.
13. PULVERIZADOR, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a força para baixo para um pneu é determinada calculando-se uma primeira força a partir de uma primeira pressão em um primeiro lado de um cilindro hidráulico de um conjunto de suspensão ao qual o pneu é montado, calculando-se uma segunda força a partir de uma segunda pressão em um segundo lado do cilindro hidráulico do conjunto de suspensão ao qual o pneu é montado, e comparando-se a primeira e segunda forças.
14. PULVERIZADOR, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o primeiro lado do cilindro hidráulico inclui a base e uma porta de base para estender a haste de pistão quando fluido hidráulico flui à porta de base, e o segundo lado do cilindro hidráulico inclui a haste de pistão e uma porta de haste para retrair a haste de pistão quando fluido hidráulico flui à porta de haste.
15. PULVERIZADOR, de acordo com a reivindicação 14,

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6/7 caracterizado pelo fato de que a primeira força é um produto da primeira pressão e uma área do primeiro lado, e a segunda força é um produto da segunda pressão e uma área do segundo lado menos uma área tomada pela haste de pistão.
16. PULVERIZADOR, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a base de cada cilindro hidráulico é acoplada de modo operacional ao pulverizador no ponto de cilindro e a haste de pistão de cada cilindro hidráulico é acoplada de modo operacional ao conjunto de armações articuladas no ponto de atuação.
17. PULVERIZADOR, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o processador executa adicionalmente para fazer referência a uma estrutura de dados que compara dimensões de pneu a forças para determinar as correções de altura de pneu.
18. PULVERIZADOR, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o processador executa para calcular pelo menos uma dentre articulação, inclinação e rolamento do pulverizador para determinar a correção de altura de pneu para cada pneu, em que a articulação é uma comparação entre forças para baixo que se opõem diagonalmente ou alturas de pneu do pulverizador, inclinação é uma comparação entre forças para baixo frontais e traseiras ou alturas de pneu do pulverizador, e rolamento é uma comparação entre forças para baixo de lado direito e de lado esquerdo ou alturas de pneu do pulverizador.
19. PULVERIZADOR, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que articulação, inclinação e rolamento são calculadas para determinarem uma correção de altura de pneu de articulação, uma correção de altura de pneu de inclinação e uma correção de altura de pneu de rolamento para cada pneu, respectivamente, e em que a correção de altura de pneu para cada pneu compreende um somatório da correção de

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7/7 altura de pneu de articulação, da correção de altura de pneu de inclinação e da correção de altura de pneu de rolamento.
20. PULVERIZADOR, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o processador executa para calcular altura de pneu de máquina do pulverizador para determinar uma correção de altura de pneu de máquina para cada pneu, em que a altura de pneu de máquina é uma média de alturas de pneu para cada pneu.