BR112014005142B1

BR112014005142B1 - Veículo autoimpulsionado e direcionável incluindo um mecanismo de direcionamento

Info

Publication number: BR112014005142B1
Application number: BR112014005142-9A
Authority: BR
Inventors: Ricardo Morselli; Francesco Canuto; Patrizio Turco; Enrico Raffone
Original assignee: Cnh Industrial Italia S. P. A.
Priority date: 2011-09-07
Filing date: 2012-09-03
Publication date: 2019-02-19
Also published as: CN103889204A; EP2757867A1; US9469340B2; CN103889204B; US20180050724A1; US20170001662A1; ITTO20110795A1; US20140311814A1; EP2757867B1; US10053146B2; BR112014005142A2; WO2013034514A1; US10710629B2

Abstract

resumo "veículo direcionável" um veículo autoimpulsionado e direcionável (20) inclui uma coluna de dire-ção rotativa (21) que é conectada ao controle do ângulo de direcionamento de um ou mais elementos de engate com o solo (26) do veículo. o veículo inclui entre a coluna de direção e o elemento de engate com o solo, um primeiro servomecanismo de direcionamento possuindo pelo menos uma primeira característica de assistência de direcionamento; um segundo servomecanismo de direcionamento possuindo uma segunda característica de assistência de direcionamento também sendo conectado para agir na coluna de direção (21). um controlador (41) é fornecido para fazer com que as primeira e segunda características de assistência de direção influenciem o direcionamento do veículo (20) dependendo de um ou mais comandos de controle gerados no controlador (41).

Description

VEÍCULO AUTOIMPULSIONADO E DIRECIONÁVEL INCLUINDO UM MECANISMO DE DIRECIONAMENTO [001] Essa invenção refere-se a um veículo autoimpulsionado, operado por motorista e direcionável. Em particular, a invenção se refere a um veículo relativamente pesado que é necessário para realizar as manobras diferentes em uma variedade de tipos de superfície. A invenção, portanto, é aplicável, por exemplo, à construção de veículos tal como escavadeiras, buldozer e carregadores de retroescavadeiras; determinas classes de veículos militares; e veículos agrícolas, como tratores, com relação aos quais a invenção é mais fortemente aplicável; carregadores/coletores agrícolas e veículos de múltiplas finalidades (isso é, veículo de coleta possuindo uma cabine dianteira, um deck de coleta, um propulsor de acionamento de quatro rodas equipado com pneumáticos para fora de estrada e uma caixa de transferência de razão baixa permitindo o reboque de implementos agrícolas).

[002] É bem conhecido o fornecimento de assistência a subsistemas de direcionamento dos veículos operados por motorista.

[003] Em vários tipos de veículo, tem sido lugar comum durante muitos anos, especialmente no caso de veículos relativamente grandes nos quais o esforço de direcionamento necessário pode ser significativo, se fornecer assistência de energia na forma de um servomecanismo hidráulico. Isso inclui uma bomba para pressurizar um fluido tal como óleo hidráulico em um circuito que inclui uma servoválvula. O grau de abertura da servoválvula é determinado pela rotação da coluna de direção, do veículo, que é acoplada a um eixo de entrada da válvula por meio de uma conexão mecânica.

[004] A válvula pilota a pressão de fluido hidráulico, dependendo da configuração resultante da válvula, para um motor auxiliar que em algumas aplicações é um cilindro hidráulico linear possuindo em cada extremidade um braço extensível e em algumas outras aplicações pode ser, por exemplo, um motor hidrostático.

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2/28 [005] O cilindro quando encaixado interconecta por meio das extremidades dos braços as rodas direcionáveis do veículo em substituição dos elementos de conexão de direcionamento sólido convencionais. O cilindro pode agir da mesma forma que a conexões rígidas ou, quando a extensão dos braços ocorre como resultado da operação do servomecanismo, para reduzir o esforço necessário para se girar o volante contra a resistência fornecida pela massa do veículo agindo através das rodas direcionáveis.

[006] Assistência de energia desse tipo em geral torna a sensação de direcionamento leve (isso é, relativamente sem esforço) como experimentado pelo motorista de um veículo equipado com a mesma. Ademais, se o servomecanismo falhar por qualquer razão o cilindro se torna rígido e se comporta da mesma forma que um elemento de conexão convencional. Consequentemente, ainda é possível de direcionar o veículo, apesar de através da aplicação de um esforço consideravelmente maior por parte do motorista no caso de um servomecanismo desenvolver uma falha.

[007] Uma característica dos servomecanismos hidráulicos do tipo geral descrito acima, no entanto, é que os mesmos não fornecem, sozinhos, uma característica de autocentralização. Isso, obviamente, é importante na maior parte dos veículos controlados por motorista, autoimpulsionados, visto que é altamente desejável que as rodas direcionáveis retornem para uma configuração reta no caso de o motorista liberar um elemento de registro de direcionamento (que em um carro de passageiros e a maior parte dos tipos de veículo listados é um volante).

[008] O direcionamento do veículo de passageiros é normalmente projetado para incorporar um ângulo de rodízio positivo que fornece lugar a um efeito de autocentralização mecânica. Isso tende a fornecer uma estabilidade direcional quando o veículo é acionado em estradas metalizadas suaves como é normalmente o caso para tal veículo.

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3/28 [009] Um efeito de direcionamento de autocentralização tem benefício limitado no caso de veículos agrícolas quando está operando em situações fora de estrada tal como quando dirigindo nos campos.

[010] Isso se deve parcialmente a fato de estrias ou outras características, por exemplo, de um campo arado tenderem a eliminar qualquer efeito de autocentralização trazido através das características de desenho incluindo ângulos de cambagem positivos. As forças induzidas pelas estrias nas rodas direcionáveis (ou outros elementos de engate com o solo do trato, se encaixados) excedem quaisquer forças de autocentralização induzidas pela geometria do direcionamento.

[011] Ademais, sob muitas circunstâncias quando operando em um campo, um operador de trator pode encontrar um efeito de autocentralização inconveniente. Exemplos surgem quando fazendo uma curva em um pontal, ou quando seguindo uma margem curva de um campo, quando dirigindo em inclinações laterais (em um chamado movimento tipo caranguejo), ou quando arando com duas rodas em uma estria.

[012] Em tais momentos pode ser desejável se configurar um ângulo de direcionamento por um período estendido de operação. O motorista do trato, portanto, pode achar muito trabalhoso se precisar ajustar elemento de registro de direcionamento continuamente a fim de superar um efeito de autocentralização e garantir a constância do ângulo de direcionamento.

[013] Um exemplo de um aparelho de controle de direção do estado da técnica é conhecido do documento US2010152971 (A1) que revela um dispositivo de controle de direção incluindo um eixo de cremalheira conectado a rodas direcionáveis e tendo dentes de cremalheira em uma determinada faixa axial, um primeiro mecanismo de direção tendo uma engrenagem de redução e um primeiro motor elétrico para aplicar uma força de acionamento ao eixo do rack através da engrenagem de redução, um segundo mecanismo de direção tendo um segundo motor elétrico,

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4/28 um cilindro de potência equipado com câmaras de pressão hidráulica, uma bomba de óleo acionada pelo segundo motor elétrico para fornecer um suprimento de óleo hidráulico às câmaras de pressão hidráulica de tal forma que o cilindro de força aplique uma força motriz ao eixo do rack de acordo com uma diferença de pressão entre as câmaras de pressão hidráulica e uma unidade de comutação capaz de alternar seletivamente o fornecimento de óleo hidráulico da bomba de óleo para as câmaras de pressão hidráulica e um dispositivo de controle que controla o primeiro e segundo motores elétricos em resposta para a operação de direção de um motorista.

[014] Já o documento WO2013136098 revela um sistema de direção por veículo que possui um volante para ajustar o ângulo de giro desejado de uma roda de veículo, um sensor de giro do volante para detectar o ângulo de giro desejado, um atuador hidráulico de direção para girar a roda, um sensor de giro para detectar o atual ângulo de giro da roda e uma unidade de controle para receber o ângulo de giro desejado e os sinais de ângulo de giro da roda de corrente. Um meio de válvula de controle de atuador de direção eletronicamente controlado é fornecido para fornecer fluido pressurizado ao atuador de direção por meio de um circuito de direção em resposta a sinais da unidade de controle para girar a roda até o ângulo de giro desejado. Um motor hidráulico conectado com o volante é fornecido para fornecer feedback de direção para o volante por meio de um circuito de realimentação que inclui um mecanismo de controle de realimentação hidráulico controlado eletricamente que direciona fluido para e do motor hidráulico em resposta aos sinais da unidade de controle para gerar o feedback de direção. O sistema de direção tem um modo à prova de falhas no qual a pressão do fluido do motor hidráulico fornece a direção da roda em caso de falha na ativação eletrônica dos meios de válvula de controle do atuador de direção.

[015] Em qualquer caso, um trator moderno é um veículo de múltiplas finalidades complicado que pode ser encaixado com ou acoplado a inúmeros subsiste

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5/28 mas (tal como colheitadeiras, equipamento de pulverização e implementos de tiling) que exigem a operação de dentro da cabine do operador. Quando operando tais subsistemas, o motorista pode achar difícil se realizar os ajustes de registro de direcionamento simultaneamente.

[016] Por outro lado quando movendo em uma linha reta em um campo relativamente plano, ou quando dirigindo em estradas, um operador de trator pode achar desejável que o trator se comporte de forma que são similares a outros veículos de estrada, e, dessa forma, exiba um efeito de direcionamento autocentralizado ou outros efeitos que sejam úteis a partir dos pontos de vista de segurança, estabilidade e/ou conveniência.

[017] Outro tipo conhecido de mecanismo de assistência de direcionamento de energia é um tipo elétrico, no qual as rotações da coluna de direção são convertidas (por exemplo, utilizando-se um dispositivo de efeito Hall ou outro tipo de sensor) em sinais elétricos. Esses, por sua vez, podem ser utilizados para gerar comandos para um motor elétrico que é conectado para fornecer forças de assistência rotativa à coluna de direção. Na verdade, em algumas disposições, o eixo da coluna de direção propriamente dito é constituído sobre parte de seu comprimento como o rotor do motor.

[018] Seria desejável se poder ajustar as características do direcionamento de um veículo pesado e grande que opera sob circunstâncias variáveis, para compensar o tipo prevalecente de uso. A presença ou ausência de um efeito de direcionamento autocentralizado é ilustrativa do tipo de característica que pode se desejar ajustar, apesar de existirem outras tal como, mas não limitadas a, grau de amortecimento do direcionamento (isso é, a extensão à qual o direcionamento desvia de um ângulo de direcionamento determinado); a extensão à qual a assistência de energia aplica à assistência ao operador do veículo; assistência para se virar de uma trava para outra trava o mais rapidamente possível; e transições mais gerais das caracte

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6/28 rísticas que compensam as mudanças de estradas acidentadas para estradas ou direção em campo suave.

[019] A invenção busca fornecer uma ou mais vantagens não disponíveis na assistência de direcionamento de energia existente. Para essa finalidade de acordo com a invenção em um aspecto amplo é fornecido um veículo autoimpulsionado e direcionável incluindo um mecanismo de direcionamento possuindo uma coluna de direção rotativa que é conectada para controlar o ângulo de direcionamento de um ou mais elementos de engate com o solo do veículo, o veículo incluindo agir no mecanismo de direcionamento em um primeiro local (por exemplo, em uma extremidade da coluna de direção e permanecer entre a coluna de direção e o elemento de engate com o solo), um primeiro servomecanismo de direcionamento possuindo pelo menos uma primeira característica de assistência de direcionamento; agindo no mecanismo de direcionamento em um segundo local, por exemplo, parcialmente ao longo de seu comprimento um segundo servomecanismo de direcionamento possuindo uma segunda característica de assistência de direcionamento; e um controlador para fazer com que as primeira e segunda características de assistência de direcionamento influenciem o direcionamento do veículo dependendo de um ou mais registros de motorista e/ou um ou mais comandos de controle gerados no controlador.

[020] A presença de dois servomecanismos possuindo características de assistência diferentes, juntamente com um controlador para determinar a extensão na qual cada um dos mesmos confere suas características de assistência no direcionamento do veículo, significando que é possível se fornecer uma ampla variedade de modos de direcionamento no veículo. Os mesmos podem ser projetados, por exemplo, para quando se está viajando por um campo arado ou um solo com sulcos, ou para quando se está percorrendo superfícies mais suaves. Uma variedade de outros critérios de escolha de característica pode igualmente formar a base para

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7/28 uma filosofia de controle/desenho com base na invenção como mencionado de forma ampla.

[021] Por conectado aqui se deseja significar uma variedade de formas de causar ou permitir que um componente ou subsistema influencie outro. Dessa forma, por exemplo, a coluna de direção pode ser conectada ara controlar o ângulo de direcionamento de um ou mais elementos de engate com o solo por meio de uma conexão física (mecânica) ou uma conexão eletrônica envolvendo servomotores e protocolos de comunicação de sinal com ou sem fio. Outra possibilidade é que a conexão seja por meio de componentes de energia de fluido tal como circuitos hidráulicos ou pneumáticos.

[022] Nas modalidades preferidas da invenção, o veículo é operado por motorista, mas como explicado abaixo esse não precisa ser necessariamente o caso.

[023] Preferivelmente, o primeiro servomecanismo de direcionamento é um servomecanismo de direcionamento hidráulico, incluindo uma válvula de direcionamento hidráulico que gera um sinal hidráulico piloto com relação ao ângulo de rotação da coluna de direção e pelo menos um cilindro de direcionamento hidráulico conectado para ajustar o ângulo de direcionamento de um ou mais elementos de engate com o solo, o sinal hidráulico piloto sendo pilotado para controlar o cilindro de direcionamento hidráulico.

[024] O primeiro servomecanismo de direcionamento, portanto, pode, nas modalidades preferidas da invenção, ser similar aos sistemas de direcionamento de energia hidráulica conhecidos do tipo descrito acima. Na verdade, é possível dentro do escopo da invenção se adaptar os sistemas hidráulicos de direcionamento de energia conhecidos com baixo custo para uso como o primeiro servomecanismo da invenção. Em outras modalidades da invenção, no entanto, o primeiro servomecanismo pode ter outros desenhos.

[025] Também preferivelmente, o segundo servomecanismo de direciona

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8/28 mento é um servomecanismo de direcionamento de energia elétrica incluindo um motor para gerar um torque (força de rotação) que age na coluna de direção; e um gerador de sinal para gerar sinais de controle determinando a magnitude e direção de ação do torque.

[026] O uso de um servomecanismo de direcionamento de energia elétrica significa que é prontamente possível se fornecer, no veículo da invenção, uma disposição de assistência de direcionamento híbrida na qual os dois servomecanismos possuem características diferentes, porém prontamente combinadas.

[027] De forma similar ao primeiro servomecanismo, o segundo servomecanismo pode ser do tipo descrito acima, ou pode ser de outro tipo como desejado e dependendo da aplicação precisa em consideração.

[028] De forma conveniente, o controlador é programável e o veículo inclui uma interface homem-máquina (HMI) utilizando a qual o motorista pode registrar comandos selecionando dois ou mais modos programados de operação do servomecanismo de direcionamento [029] HMI pode ser projetada para fornecer um uso fácil e veloz, minimizando, assim, a extensão na qual um motorista de trator deve prestar atenção à seleção dos modos de assistência de direcionamento enquanto realiza manobras difíceis. Para essa finalidade, quando o veículo é um veículo agrícola, a HMI inclui interfaces de comutação para seleção entre os modos programados que controlam o direcionamento durante o movimento do trator respectivamente em um pontal de campo e em outros locais.

[030] Preferivelmente, HMI inclui comutadores respectivos para a seleção dos modos programados e submodos de seleção sequencial seguindo a seleção de um dito modo programado. Dessa forma, nas modalidades preferidas da invenção, HMI pode permitir rolamento através de uma sequência de modos selecionáveis de forma que seja extremamente simples se alcançar e que possa ser completada rapiPetição 870180167259, de 24/12/2018, pág. 39/64

9/28 damente.

[031] Opcionalmente e preferivelmente, os outros locais incluem, mas não estão limitados a, campos e estradas.

[032] Em modalidades particularmente preferidas da invenção, os submodos disponíveis seguindo a seleção da operação de pontal incluem um submodo de direcionamento amortecido, um submodo de assistência máxima (sem esforço), o submodo de centralização de direcionamento automático e um submodo de assistência trava para trava como definido aqui; e os submodos disponíveis seguindo a seleção de outra operação de localização incluem submodo de estrada, um submodo de direcionamento amortecido e um submodo de assistência máxima (sem esforço) como definido aqui.

[033] De forma conveniente veículo inclui dois ou mais elementos de entrada de direcionamento seletivamente operáveis conectados ao mecanismo de direcionamento que são ou incluem um volante e um joystick. A invenção, portanto, é adequada para uso em um trator agrícola ou um carregador de retroescavadeira onde um controle de joystick é fornecido para fins de permitir que um motorista direcione o trator quando seu assento é invertido e ele está visualizando as operações do veículo através de uma janela voltada para trás da cabine do operador.

[034] Quando presente o volante é preferivelmente mecanicamente acoplado à coluna de direção, apesar de ser possível que o volante seja um dispositivo de entrada eletrônica que gera sinais elétricos ao invés de ser diretamente fisicamente acoplado à coluna de direção. O joystick é preferivelmente eletronicamente acoplado ao segundo servomecanismo de direcionamento, apesar de em determinadas modalidades da invenção pode ser conectado por meio de um circuito que duplica o movimento pneumático ou hidráulico, ou mesmo uma conexão mecânica.

[035] Apesar de convencionalmente a fase coluna de direção se referir a uma coluna tipo eixo alongada que é rígida no uso normal e se estende a partir do

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10/28 anteparo dianteiro da cabine de veículo para conectar os componentes de conexão de direcionamento montados à frente, esse não precisa ser necessariamente o caso da invenção. Dessa forma, o sistema de direcionamento do veículo pode operar principalmente com base nos comandos eletrônicos (uma chamada dispositivo steer-by-wire) e a coluna de direção pode nesse caso precisa ser longa o suficiente apenas para articular um volante com relação à face da cabine ou painel.

[036] Os primeiro e segundo servomecanismos podem ser fabricados em tais tamanhos e podem ser localizados na coluna de direção de modo a acordar com tal desenho da coluna de direção. A parte operacional principal de um mecanismo de direcionamento como definido abaixo enquanto referido como uma coluna de direcionamento pode não ser reconhecível como tal no sentido convencional; e não precisa ser montão com relação a uma face ou painel como mencionado acima, Todas as ditas variações estão dentro do escopo da invenção.

[037] Ademais, a configuração de direcionamento do veículo pode incluir partes e subsistemas que não formam parte, no sentido literal, de uma coluna de direção. Para esse fim, aqui, o termo mecanismo de direcionamento deve englobar todas as disposições conectadas mecanicamente, eletricamente, eletronicamente ou eletromecanicamente que convertem os registros de direcionamento do motorista ou outros em ação de direcionamento dos elementos de engate com o solo.

[038] Em um refinamento adicional opcional o veículo da invenção pode incluir pelo menos um recepto de sinais de orientação de veículo transmitidos e pelo menos um controlador que converte os sinais de orientação recebidos em comandos de registro de direcionamento que são registrados para o primeiro servomecanismo de direcionamento e/ou o segundo servomecanismo de direcionamento.

[039] Como resultado disso, o veículo da invenção poder ser disposto para operar de acordo com um regime de orientação remota.

[040] Como um exemplo de tal disposição em fazendas muito grandes, a ori

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11/28 entação direcional dos tratores pode ocorrer com base nos sinais de comando transmitidos a partir de um satélite em órbita que, por sua vez, pode conter armazenado dentro de um dispositivo de memória um mapa do campo no qual um trator opera. Tal veículo orientado automaticamente não exige o registro de um operador de forma alguma quando realizando as tarefas de campo, e, ao invés disso, manobra dependendo dos dados transmitidos a partir do satélite e recebidos pelo receptor de sinal montado em veículo.

[041] Uma disposição desse tipo pode operar com base nos sinais de Sistema de Posicionamento Global ou outros sinais criados especificamente para a fazenda em questão.

[042] Outro exemplo de utilização de um veículo equipado com um receptor de sinal surge quando da realização de operações tal como aragem ou semeadura em um campo muito grande. Em tal caso, se o campo tiver um formato essencialmente regular tal como um retângulo um empreiteiro pode operar múltiplos tratores simultaneamente no campo. Como resultado disso, pode ser possível se completar a tarefa de campo muito rapidamente (e, dessa forma, por exemplo, levar vantagem de condições meteorológicas favoráveis, ou a programação do uso dos veículos em questão).

[043] Visto que cada um dos tratores completará essencialmente as mesmas manobras que outros, apesar de em cada caso seguindo uma linha deslocada para um lado ou outro através da largura do campo em comparação com um trator adjacente, ao é necessário se fornecer um motorista na cabine de cada trator. Ao contrário, pode ser possível que apenas um, trator de comando seja operado por um motorista, e para os outros no grupo serem sem motorista.

[044] O trator de comando pode operar sob o controle do motorista ou com base em outra coisa (tal como o regime de orientação automatizada) e pode transmitir comandos de orientação através de um transmissor para outros veículos no gru

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12/28 po. O último receberia os comandos e geraria os comandos de controle para um ou ambos os servomecanismos de direcionamento. Como resultado disso, os tratores sem motorista podem, por exemplo, copiar as manobras do trator de comando, ou pode duplicar os mesmos de uma forma modificada que compense o deslocamento lateral ou condições localizadas na parte do campo na qual os veículos sem motorista operam.

[045] Em outra variação todos os tratores em um grupo podem ser sem motorista e podem receber comandos de direcionamento e orientação gerados remotamente. Um supervisor pode administrar as operações dos tratores do grupo a partir da borda do campo, ou mesmo a partir de um local remoto utilizando, por exemplo, equipamento de telemetria tal como câmeras de vídeo acopladas aos transmissores e encaixadas em um ou mais dos tratores.

[046] Preferivelmente, a quantidade de assistência de direcionamento é ajustável dependendo de pelo menos um dos sinais a seguir:

- velocidade de veículo ou velocidade da roda

- ângulo de roda de direcionamento

- posição de motor elétrico (ângulo)

- posição de joystick

- anulo de alinhamento de roda direcionável

- torque na coluna de direcionamento

- pressão hidráulica em um ou mais cilindros de direcionamento hidráulico

- torque de entrada de motorista no volante

- corrente ou voltagem de suprimento de motor elétrico

- sinais de orientação.

[047] Quando referindo ao ângulo de alinhamento das rodas direcionáveis nesse contexto, pode-se considerar as rodas direcionáveis dianteiras (como estão presentes em um trator convencional), rodas direcionáveis traseiras tal como as co

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13/28 mumente empregadas em uma colheitadeira; e/ou uma disposição de estrutura de veículo articulada, como utilizada em um chamado trator articulado ou bidirecional, onde os cilindros hidráulicos causam a articulação das partes dianteira e traseira de uma estrutura de veículo. A invenção é aplicável a todos os ditos tipos de configuração de direcionamento e referências aqui a rodas direcionáveis e componentes similares podem ser consideradas de acordo.

[048] Segue agora uma descrição das modalidades preferidas da invenção, por meio de exemplo não limitador, com referência sendo feita aos desenhos em anexo nos quais:

[049] A figura 1 é uma vista em perspectiva de partes de um veículo, de acordo com a invenção, consubstanciando as características como descrito aqui;

[050] A figura 2 ilustra um exemplo de uma interface homem-máquina (HMI) que é adequada para uso em um veículo de acordo com a invenção;

[051] A figura 3 é uma vista em perspectiva ilustrando a HMI da figura 2 instalada na cabine de um trator agrícola [052] A figura 4 é uma vista em perspectiva ilustrando a localização na cabine de um trator de acordo com a invenção de alguns componentes adicionais formando parte da invenção;

[053] A figura 5a ilustra em vista plana a partir de cima, um exemplo de uma primeira manobra (passando de uma estrada para dentro de um campo) que pode ser realizada por um trator, e a figura 5b ilustra a situação da HMI das figuras 2 e 3 em tal momento;

[054] A figura 6a ilustra um exemplo de uma segunda manobra (realizando uma tarefa que envolve passar ao longo do campo) que pode ser realizada pelo trator das figuras 5a e 5b, e a figura 6b ilustra a situação prevalecente da HM durante a manobra;

[055] As figuras 7a e 7c ilustram um exemplo de uma terceira manobra (inici

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14/28 ando e terminando uma volta na pontal) que pode ser realizada pelo trator, e as figuras 7b e 7d ilustram as situações da HMI;

[056] A figura 8a ilustra um exemplo de uma quarta manobra (retornando do campo para uma estrada) que o trator pode completar; e [057] A figura 8b ilustra a situação da HMI em tal momento.

[058] Com referência aos desenhos um veículo autoimpulsionado na forma de um trator 20 (figuras 3 a 8) de acordo com a invenção inclui uma coluna de direção rotativa 21.

[059] Na modalidade ilustrada, a coluna de direção 21 assume a forma de uma haste alongada que através da maior parte de seu comprimento é sólida e rígida.

[060] A coluna de direção 21 na modalidade preferida ilustra interconexões em uma extremidade superior, dentro da cabine 22 do trator 20, um elemento de registro de direcionamento na forma de um volante convencional 23 e em uma extremidade inferior, dentro do compartimento de propulsão do trator em sua extremidade dianteira, a válvula de controle 24 de um subsistema de assistência de direcionamento hidráulico que é descrito em maiores detalhes abaixo.

[061] Na maior parte das modalidades da invenção, o volante ou outro elemento de registro de direcionamento estaria presente, mas é possível se vislumbrar versões sem motorista do veículo da invenção onde não será estritamente necessário se fornecer um elemento de registro de direcionamento. Na prática, no entanto, mesmo em uma versão do veículo que não deve ter motorista, um elemento de registro de direcionamento estaria tipicamente presente a fim de fornecer a opção de operação de motorista no caso disso ser desejado.

[062] A coluna de direção 21 é articulada em um ou mais suportes em dois ou mais locais ao longo de seu comprimento a fim de permitir que gire em torno de seu eixo geométrico longitudinal. Os suportes são omitidos da figura 1 para facilitar a

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15/28 ilustração, e podem ser de desenhos convencionais.

[063] A coluna de direção 21 pode, opcionalmente, incluir qualquer uma dentre a faixa de características de engenharia que são lugar comum em tais componentes. Essas incluem seções desmontáveis que absorvem energia no caso de um acidente, e juntas articuladas tal como a junta opcional 42 que é visível na figura 1 permitindo a transferência de movimento rotativo em uma coluna de direção que não é completamente reta ao longo de todo o seu comprimento.

[064] O trator 20 inclui na modalidade ilustrada, quatro elementos de engate com o solo na forma de pares de rodas dianteira (26) e traseira (27) (figura 5a).

[065] As rodas dianteiras 26 são direcionáveis como resultado da rotação da coluna de direção 21. Para essa finalidade, a coluna de direção 21 é operacionalmente conectada em sua extremidade mais dianteira 21a a uma série de elementos de conexão de direcionamento que constituem um mecanismo de direcionamento. O mecanismo de direcionamento interconecta a coluna de direcionamento 21 e as rodas direcionáveis dianteiras 26 de uma forma que converta o movimento rotativo da coluna de direção 21 em rotações de rodas essencialmente retas 26 em torno do eixo geométrico de rodízio (direcionamento) que é um parâmetro bem conhecido do desenho de roda direcionável.

[066] O veículo 20 da invenção inclui um primeiro servomecanismo de direcionamento na forma de subsistema de assistência de direcionamento hidráulico mencionado acima.

[067] Esse subsistema inclui uma válvula de controle hidráulico 24 que na modalidade preferida da invenção é uma válvula proporcional bidirecional de ação dupla possuindo um registro rotativo ao qual a extremidade mais inferior 21a da coluna de direção 21 é presa de modo que a rotação da coluna de rotação 21 no sentido horário e anti-horário cause o movimento de, por exemplo, um carretel de válvula para qualquer lado de uma posição central (fechada).

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16/28 [068] A válvula 24 inclui conectado à mesma de uma forma conhecida per se em um lado de entrada, um par de linhas de alimentação hidráulica 28, 29 que são, por sua vez, conectadas às portas de saída de uma bomba para pressurizar o fluido hidráulico (por exemplo, óleo) no circuito constituído pela válvula 24 e componentes relacionados.

[069] Em um lado de saída, a válvula 24 conecta por meio de linhas de alimentação hidráulica 31, 32 a um cilindro hidráulico de ação dupla 33.

[070] O cilindro 33 é como ilustrado montado de forma segura ao veículo 20 em uma orientação que sob uso normal do veículo é horizontal. Em cada extremidade, o cilindro 33 inclui um braço de conexão de direcionamento extensível respectivo 34, 36.

[071] Cada um dos braços de conexão 34, 36 termina em uma extremidade livre em uma junta rose 37 ou uma fixação similar pela qual prende ao eixo de stub de uma das rodas dianteiras direcionáveis 26.

[072] A rotação da coluna de direcionamento como mencionado move o carretel da válvula 24 para longe de sua posição central. Isso pilota óleo hidráulico pressurizado alimentado para dentro da válvula 24 através das linhas 28, 29 de tal forma causando a extensão simultânea de um dos braços de conexão 34, 36 para fora a partir do cilindro 33 e a retração do outro para um local retirado para dentro do cilindro 33. Isso causa o direcionamento operado por energia das rodas 26, de forma que é conhecida per se.

[073] O subsistema de assistência de direcionamento hidráulico ilustrado adicionalmente inclui uma linha de fluido hidráulico de retorno 38 que interconecta a válvula 24 e a bomba para fins de recirculação de óleo hidráulico expulso do cilindro 33 como resultado da retração de um ou outro dos braços de conexão 34, 36.

[074] Como descrito acima no caso de o primeiro servomecanismo de direcionamento parar de fornecer assistência, o cilindro 33 efetivamente se torna um ele

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17/28 mento de conexão de direcionamento transversal rígido pela razão de aprisionamento de uma coluna de fluido hidráulico dentro do mesmo. O cilindro, portanto, pode transferir as rotações da coluna de direcionamento como movimentos de direcionamento das rodas 26 mesmo se, por exemplo, a bomba de fluido hidráulico cessar a operação.

[075] O veículo 20 da invenção também inclui um segundo servomecanismo de direcionamento na forma de um subsistema de assistência de direcionamento elétrico constituído por um motor elétrico rotativo de coluna de direcionamento 39 e um controlador na forma de uma unidade de controle eletrônico (ECU) 41.

[076] O motor elétrico 39 na modalidade ilustrada é montado com seu eixo geométrico de rotação se estendendo transversalmente com relação à coluna de direcionamento 21. Um pinhão ou outra engrenagem de transferência de acionamento na extremidade do eixo de saída do motor engata um pinhão similar que é conectado à coluna de direcionamento 21. A rotação energizada do eixo de saída causa a assistência energizada de rotação da coluna de direcionamento 21 de uma forma conhecida per se. O torque e a extensão da rotação do motor 39 são controlados dependendo dos comandos de controle gerados na ECU 41, que é conectada de forma operacional ao motor 39, por exemplo, por meio de uma parte de formação de CAN-BUS do sistema de controle do trator 20, ou por qualquer meio equivalente.

[077] A natureza do acoplamento entre o eixo de saída do motor 39 e a coluna de direcionamento 31 é tal que no caso de o motor não oferecer qualquer assistência (por exemplo se houver uma falha de componente no segundo servomecanismo de direcionamento) a rotação da coluna de direcionamento 21 como resultado da rotação do volante apenas não é impedida.

[078] Os dois servomecanismos descritos são associados com características diferentes em termos de assistência de direcionamento que fornecem.

[079] Dessa forma, por exemplo, a válvula hidráulica 24 e o cilindro 33 so

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18/28 mam a um chamado subsistema de assistência não reativo. Por isso se significa uma disposição na qual a força de assistência pode ser mantida no mesmo valor independentemente do grau no qual o volante 23 é girado.

[080] Isso significa que considerado sozinho o primeiro servomecanismo de direcionamento do veículo da invenção não fornece qualquer efeito de autocentralização e, ao invés disso, é útil para manter um ângulo de direcionamento constante. Dessa forma, em situações nas quais é desejável se direcionar uma curva estável continuamente com pouco ou nenhum registro por parte do motorista, o controlador (ECU) 41 da invenção pode operar de modo que uma proporção relativamente grande da energia de assistência de direcionamento seja fornecida pelo circuito hidráulico constituindo o primeiro servomecanismo, e uma proporção relativamente pequena pelo segundo servomecanismo elétrico.

[081] De forma similar, o primeiro servomecanismo descrito pode fornecer um efeito de amortecimento significativo na resposta ao direcionamento do veículo (o grau de amortecimento sendo inversamente proporcional à tendência de o direcionamento ser deformado, por exemplo, por ondulações na superfície na qual o veículo percorre). Portanto, quando percorrendo em linhas retas (por exemplo, durante a aragem ou semeadura) novamente pode ser desejável que o controlador garanta que uma proporção relativamente grande de assistência seja fornecida pelo circuito hidráulico constituindo o primeiro servomecanismo de direcionamento.

[082] É possível se alcançar uma proporção relativamente baixa, ou igual a zero, de assistência a partir do segundo servomecanismo de direcionamento elétrico pela redução da corrente suprida para o motor 39 dependendo dos sinais gerados no controlador (ECU) 41.

[083] Em outras circunstâncias, como quando movendo em estradas, pode ser preferível se aumentar a assistência fornecida pelos segundo servomecanismo de direcionamento elétrico.

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19/28 [084] Pode ser possível se vislumbrar as modalidades da invenção nas quais o ajuste de quantidades relativas de assistência de direcionamento fornecida respectivamente pelos primeiro e segundo servomecanismos ocorre pela redução da pressão de bomba observada no acionador 33. Nas modalidades preferidas da invenção testadas, no entanto, a assistência fornecida pelo primeiro servomecanismo hidráulico permanece constante enquanto a quantidade de assistência fornecida pelo segundo servomecanismo elétrico é ajustada como mencionado a fim de produzir os efeitos desejados.

[085] Em outros momentos, pode ser desejável se operar com assistência máxima fornecida por ambos os servomecanismos, tal como quando se deseja converter rapidamente da trava de direcionamento totalmente para a direita para a trava de direcionamento totalmente para a esquerda (ou vice-versa).

[086] Exemplos de alguns modos de assistência que são como resultado disso possíveis, incluem, mas não estão limitados ao seguinte:

[087] Submodo Sem esforço: o motor elétrico 39 (primeiro servomecanismo) fornece um torque que compensa quase que exatamente as forças de fricção na coluna de direção. Portanto, com uma exigência de força de entrada muito baixa (ou mesmo zero ou quase zero, se desejado) o motorista pode direcionar o veículo.

[088] Submodo Trava para trava: o motorista fornece um movimento de entrada de força rotativa inicial para o volante 23, e, depois disso, não precisa fornecer qualquer entrada de torque adicional. O motor elétrico 39 move as rodas dianteiras até que a posição travada seja alcançada na velocidade constante fornecida pelo motorista. A assistência é interrompida imediatamente o caso de o motorista agarrar novamente o volante.

[089] Modo de centralizar. Esse é similar ao submodo de trava para trava, mas o alinhamento da roda dianteira para de ajustar quando as rodas alcançam uma posição central designada.

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20/28 [090] Desejavelmente, portanto, o veículo 20 da invenção inclui um meio de seleção do grau de assistência oferecido por pelo menos um dentre os servomecanismos (isso é, preferivelmente o segundo servomecanismo elétrico) entre um nível mínimo (que pode representar nenhuma assistência, dependendo do desenho preciso do veículo e dos servomecanismos) e um máximo representando um limite de desempenho seguro do servomecanismo.

[091] Uma forma de tal meio pode assumir é o painel de interface homemmáquina (HMI) 43 ilustrado nas figuras 2, 3 e 5b-8b.

[092] O painel HMI 43 pode ter uma variedade ampla de desenhos possíveis. As funções básicas do painel 43 são:

[093] seleção da assistência ao direcionamento dependendo da condição de trabalho (pontal, campo, estrada, etc.).

[094] seleção do modo de transição entre os níveis de assistência diferentes (isso é, manual, relacionado com o botão HTS (sequência de contorno pontal); outras funções de veículo; automático).

[095] A HMI pela qual a seleção dos modos de operação, tal como, mas não limitado às destacadas acima, pode ser criada como mencionado para assumir uma variedade de formas. Uma característica desejável de tal painel quando empregado em um veículo agrícola tal como um trator é que é rápido e simples de utilizar. Isso é basicamente por duas razões fornecidas acima, isso é, um motorista de trator deve frequentemente responder rapidamente às circunstâncias sempre em alteração enquanto operando subsistemas complicados de um veículo pesado e poderoso. A simplicidade e velocidade da operação, portanto, são frequentemente muito importantes no desenho dos subsistemas de trator.

[096] Além disso, um motorista de trator pode ter que trabalhar utilizando luvas ou outro vestuário protetor que limita sua destreza. De forma ideal, o painel 43 deve ser projetado com tais características em mente.

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21/28 [097] Diferentes exigências, no entanto, podem surgir em outros tipos de veículo, e por essa razão, entre outras, o painel HMI 43 descrito aqui é meramente ilustrativo e não limitador do escopo da invenção.

[098] O painel HMI 43 inclui um par de botões de seleção de modo 44, 46 que se desejado podem ser presos a um painel de acessório 47. Cada botão 44, 46 se encontra adjacente a um conjunto de lâmpadas indicadoras de submodo 44a, 44b, 44c, 44d, 46a, 46b, 46c e sob cada botão 44, 46 no painel 47 é marcada uma legenda respectiva indicando as circunstâncias sob as quais um menu em particular de modos de assistência de direcionamento deve ser selecionado.

[099] As legendas ilustradas são adequadas para utilizar um trator agrícola, e, portanto, se lê PONTAL no botão adjacente 44 (que, portanto, é utilizado para selecionar os modos de assistência de direcionamento adequados para as voltas do trator nos pontais do campo) e FIELD/ROAD no botão adjacente 46 (que, portanto, seleciona modos adequados para dirigir em superfícies relativamente suaves e/ou quando existe pouca necessidade de assistência significativa).

[0100]Cada um dos botões é conectado à ECU 41 de modo que o pressionamento de um botão 44, 46 cancele automaticamente qualquer seleção prevalecente feita utilizando-se outro botão. Cada pressão sequencial de um dos botões causa a seleção do submodo indicado pelo conjunto adjacente de lâmpadas indicadoras 44a - d ou 46a - c por sua vez, de modo que os botões de seleção de modo possam ser utilizados para rolar através da sequência de submodos até que um submodo desejado seja selecionado.

[0101]A lâmpada indicadora de submodo de um submodo selecionado ilumina à medida que a seleção ocorre. Uma legenda adequada identificando cada modo, como ilustrado na figura 2, é marcada adjacente a cada lâmpada indicadora respectiva.

[0102]Em adição ao acima, como descrito em maiores detalhes abaixo, a

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22/28 seleção de pelo menos alguns modos pode ocorrer automaticamente.

[0103]A figura 3 ilustra a localização da HMI 43 da figura 2 em uma posição ilustrativa no painel dianteiro 48 dentro da cabine 22 de um trator 20. Outras apresentações e posições são, obviamente, possíveis dentro do escopo da invenção e variarão de um desenho de veículo para outro.

[0104]A figura 4 ilustra adicionalmente uma forma, dentre muitas, na qual determinados componentes como descrito aqui podem ser localizados na cabine do veículo 22.

[0105]A figura 4 ilustra um volante de veículo 23 em um local convencional. Uma proteção que normalmente obscurece as partes da coluna de direção 21 que se encontra dentro da cabine 22 foi removida para mostrar uma possível localização do motoformando parte do segundo servomecanismo de direcionamento.

[0106]Além disso, na figura 4 encontra-se um joystick 49 que é fornecido em determinados desenhos de trator a fim de fornecer controle para várias funções do trator 20.

[0107]O joystick é um segundo elemento de entrada de direcionamento operado por motorista que é eletronicamente acoplado e é configurável (por exemplo, como resultado de pressão em um botão de acionamento) para agir como um elemento de entrada através do qual o operador de trator pode registrar comandos de direcionamento.

[0108]O joystick é útil em particular quando o operador do veículo está realizando manobras que exigem que ele olhe pela janela traseira 51 da cabine 22. O controle do direcionamento do trator 20 é consideravelmente mais fácil em tal momento quando o joystick é utilizado ao invés de o volante 23. Em alguns tratores 20 um assento de operador 52 pode oscilar para tornar o mesmo mais confortável para o operador controlar o trator 20 enquanto olha para fora da janela traseira 51.

[0109]Com referência agora às figuras de 5 a 8, um número de opções é

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23/28 ilustrado para seleção dos submodos que estão disponíveis no trator ilustrativo 20 descrito acima. Como indicado em outro local aqui, a lista de submodos descrita e seu agrupamento como sequências não devem ser limitadores da invenção, e muitas outras combinações de submodos de controle de direcionamento são possíveis.

[0110]Na figura 5a o trator 20 é ilustrado percorrendo em uma superfície de estrada relativamente suave 53 pouco antes de entrar em um campo 54 através de um acesso ao campo 56 que marca uma transição de um tipo de operação (dirigir na estrada) para outro (por exemplo, pulverizar, espalhar, semear, arar, gradagem, enrolamento ou tratamento de solo do campo).

[0111]Enquanto se dirige na estrada, o operador do trator 20 seleciona o menu de submodos FIELD/ROAD pressionando o botão 46 da HMI 43 como assinalado na figura 5b.

[0112]Na modalidade ilustrada da invenção, isso resulta na seleção do submodo Transporte que é assinalado pela iluminação da lâmpada indicadora 46a.

[0113]O submodo transporte aplica assistência de direcionamento, utilizando os primeiro e segundo servomecanismos de direcionamento sob o controle da ECU 41, de modo que o direcionamento seja reativo e autocentralizado. O objetivo do submodo transporte é duplicar o máximo possível em um trator pesando várias toneladas a sensação de dirigir um carro de passageiros na estrada 53. Isso auxilia o operador de trator a responder às situações da estrada de uma forma similar a outros usuários da estrada próximos.

[0114]A seleção de um submodo através da HMI 43 inibe a seleção de todos os outros submodos que, consequentemente, precisariam ser selecionados especificamente a fim de ter efeito.

[0115]No entanto, na modalidade preferida ilustrada, a seleção do modo de transporte em particular pode ocorrer automaticamente quando o trator 20 move em uma estrada. A seleção automática do modo de transporte pode ocorrer, por

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24/28 exemplo, sempre que a velocidade de avanço do trator exceder um limite escolhido (tal como, mas não limitado a 25 km/h) significando a direção na estrada. A ECU 41, que é preferivelmente programável, pode incluir um algoritmo que alcança esse efeito.

[0116]Uma vez que o trator 20 está no campo 54, o operador pode, como desejado, utilizar o botão de seleção de modo 46 quantas vezes desejar a fim de rolar o menu de submodos disponíveis e selecionar um que seja mais adequado às condições do campo e às tarefas que o trator deve desempenhar.

[0117]Dessa forma, o operador pode manter a seleção do submodo de transporte (por exemplo, se o campo for relativamente suave e plano, como é frequentemente o caso em determinados tipos de pasto e campos que são cultivados para crescimento de forragem), ou pode selecionar um submodo amortecimento (no qual o amortecimento da direção como explicado aqui está em um nível máximo) ou um submodo sem esforço no qual o esforço para girar o volante é muito lento, ou talvez até mesmo igual a zero.

[0118]O submodo amortecimento como indicado é particularmente adequado quando da operação em solo com sulcos ou estriado onde seria, do contrário, necessário um esforço considerável por parte do operador para fazer com que o trator 20 mantenha um curso escolhido. Além disso, o modo amortecimento seria adequado se fosse necessário se seguir um curvo continuamente curvo, representando, por exemplo, uma margem de campo curva.

[0119]O submodo sem esforço é adequado para realizar as operações de pontal mais rapidamente do que, do contrário, seria o caso e com um esforço menor necessário por parte do operador do veículo.

[0120]A figura 6b ilustra o botão de submodo de amortecimento 46b iluminado por meio de ilustração.

[0121]Enquanto se realiza as operações em um campo, o operador pode,

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25/28 adicionalmente, selecionar um modo de operação adicional no qual o joystick 49 é encaixado no trator 20 e se torna ativo como o elemento de entrada de direcionamento. Na modalidade ilustrativa descrita a seleção desse modo pode ocorrer através da pressão de um botão no joystick 49 propriamente dito, mas em outras modalidades, as formas alternativas de seleção do submodo podem estar disponíveis. Exemplos incluem, mas não estão limitados ao uso de um ou uma combinação de botões de seleção de modo 44, 46 ou outro botão que possa formar parte da HMI. A seleção de uma engrenagem reversa ou a ativação de um implemento montado na parte traseira também podem ser utilizados para iniciar o registro de direcionamento através do joystick 49.

[0122]Na figura 7a, o trator 20 parou temporariamente as operações de campo a fim de permitir entrar em um pontal 57 em um final do campo 54.

[0123]Normalmente, no pontal, qualquer implemento ou outro acessório de tratamento de solo do trator 20 é desativado (por exemplo, pela elevação do implemento para fora do engate com o solo, fechando as semeadoras, desligando as bombas de pulverização e assim por diante). A exigência do trator então frequentemente se torna a máxima capacidade de manobra a fim de permitir que gire com o máximo de suavidade, segurança e rapidez possível na margem do pontal.

[0124]Quando entra no pontal, portanto, o operador do trator 20 pode pressionar o botão de seleção de modo PONTAL 44 que na modalidade ilustrada resulta na seleção do primeiro dos submodos de pontal (isso é, amortecimento no exemplo ilustrado).

[0125]O submodo de amortecimento disponível através do menu PONTAL pode ser igual ao submodo amortecimento disponível através da pressão do botão de seleção de modo CAMPO/ESTRADA, ou pode resultar na operação de um programa diferente que causa combinações diferentes dos efeitos de amortecimento disponíveis para os dois servomecanismos de direcionamento.

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26/28 [0126]O operador também pode selecionar um submodo sem esforço no qual o direcionamento se torna o mais leve possível (isso é, assistência máxima é fornecida utilizando-se dois servomecanismos de direcionamento); um submodo de volta ao centro, no qual a autocentralização é maximizada; e um modo trava para trava no qual o movimento do volante quando em um extremo da trava de direcionamento causa a rotação assistida para a configuração da trava oposta. Esse último modo mencionado pode ser útil, por exemplo, quando pontal é particularmente confinado.

[0127]A figura 7b ilustra a lâmpada indicadora de submodo sem esforço em um estado iluminado, significando a seleção desse submodo.

[0128]Em alguns tratos e outros veículos agrícolas, as partes eletrônicas e/ou o software são programáveis para fins de gravação de uma sequência de ações de controle. Um exemplo de quando isso é benéfico é quando da realização de uma volta no pontal de um campo essencialmente retangular durante as operações que se baseiam no uso de um implemento.

[0129]Por ocasião de uma primeira volta desse tipo que o veículo realiza depois de entrar em tal campo, o operador do trator pode pressionar um botão de PROGRAMA ou REGISTRO antes de realizar as etapas de volta de pontal (isso é, elevando o implemento anexado ao trator, selecionando uma razão de engrenagem baixa escolhida, ajustando o controle do motor e operando o volante para realizar a volta antes de redispor o implemento e selecionar a engrenagem adequada e as configurações do controle para continuar o trabalho no campo). A pressão do botão PROGRAMA ou REGISTRO (assumindo que um esteja presente) faz com que o software de controle de veículo armazene a sequência de etapas de modo que as voltas pontal possam ser realizadas de forma confiável cada vez que o veículo alcançar um final do campo.

[01301O aparelho e a operação da invenção são compatíveis com tal dispo

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27/28 sição e, de fato, a seleção de modos particulares e submodos como descrito acima pode, se desejado, ser tratada como etapas graváveis que podem formar parte de uma sequência como descrito acima.

[0131]A figura 7c ilustra o trator 20 retomando as operações no campo depois da finalização de uma volta de pontal. Na modalidade preferida da invenção, o operador de trator pressiona o botão CAMPO/ESTRADA a fim de realizar uma transição de volta para o mesmo submodo de assistência que prevaleceu antes do início da volta de pontal. Dessa forma, na figura 7d, a lâmpada indicadora de submodo amortecimento 46b é iluminada. Essa lâmpada 46b também pode ser disposta para piscar durante a volta de pontal a fim de lembrar ao operador do submodo ao qual o direcionamento do trator retornará depois de pressionar o botão de seleção de modo 46 no final da volta.

[0132]A figura 8a ilustra o trator deixando o campo 54 e retornando para a estrada 53 no final de um período de trabalho. O operador pode selecionar o submodo transporte utilizando o botão 46 dessa vez; ou pode simplesmente permitir a seleção automática desse modo à medida que a velocidade de avanço do trator excede o valor limite escolhido.

[0133]Em adição aos modos acima, como explicado, o trator 20 pode ser equipado com um chamado dispositivo de auto-orientação (tal como um receptor do Sistema de Posicionamento Global, ou outro tipo de receptor de direcionamento e/ou navegação de sinais). Além disso, como explicado acima, tais sinais podem derivar de satélites em órbita da Terra, outros veículos (tal com outros tratores trabalhando perto) ou mesmo de transmissores fixos. Quando equipado dessa forma, o trator 20 pode manobrar sem precisa da operação de dispositivos de registro de direcionamento tal como um volante 23 ou joystick 49. Tais dispositivos, portanto, podem ser descartados, apesar de preferivelmente pelo menos o volante 23 dever ser retido.

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28/28 [0134]A listagem ou discussão de um documento aparentemente anterior à publicação nessa especificação não deve, necessariamente, ser considerada um reconhecimento de que o documento seja parte do estado da técnica ou de conhecimento geral comum.

Claims

1. Veículo autoimpulsionado e direcionável (20) incluindo um mecanismo de direcionamento possuindo uma coluna de direção rotativa (21) que é conectada ao controle do ângulo de direcionamento de um ou mais elementos de engate com o solo (26, 27) do veículo (20), a coluna de direção rotativa (21) agindo em um primeiro local de um primeiro servomecanismo de direcionamento (24, 28, 29, 31, 32, 33) em uma primeira localização possuindo pelo menos uma primeira característica de assistência de direcionamento; e CARACTERIZADO pelo fato de que a dita coluna de direção rotativa (21) é adicionalmente atuada por um segundo servomecanismo de direcionamento (39) em uma segunda localização possuindo uma segunda característica de assistência de direcionamento; e o veículo compreendendo adicionalmente um controlador (41) para fazer com que as primeira e segunda características de assistência de direcionamento combinadas influenciem o direcionamento do veículo (20) dependendo de um ou mais comandos de controle gerados no controlador (41);

em que o primeiro servomecanismo de direcionamento (24, 28, 29, 31, 32, 33) é um servomecanismo de direcionamento hidráulico incluindo uma válvula de direcionamento hidráulico (24) que gera um fluxo hidráulico piloto em linhas de alimentação hidráulicas (31, 32) com relação ao ângulo de rotação da coluna de direção (21) e pelo menos um cilindro de direcionamento hidráulico (33) conectado para ajustar o ângulo de direcionamento de um ou mais elementos de engate com o solo (26, 27), o fluxo hidráulico piloto nas linhas de alimentação hidráulicas (31, 32) controlando o cilindro de direcionamento hidráulico (33); e em que o segundo servomecanismo de direcionamento (39) é um servomecanismo de direcionamento de energia elétrica incluindo um motor (39) para gerar um torque que age na coluna de direção (21); e um controlador (41) para gerar os sinais de controle determinando a magnitude e direção da ação do torque.

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2/4

2. Veículo (20), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de ser operado por motorista e incluir um ou mais elementos de registro de direcionamento (23; 49) operacionalmente conectados à coluna de direcionamento (21), onde o controlador (41) gera comandos de controle dependendo de um ou mais registros de motorista através de pelo menos um do dito elemento de registro de direcionamento (23; 49).

3. Veículo (20), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de o controlador (41) ser programável e onde o veículo (20) inclui uma interface humano-máquina (HMI) (43) utilizando a qual um motorista pode registrar comandos selecionando dois ou mais modos programados de operação dos servomecanismos de direcionamento (24, 28, 29, 31, 33, 33, 39).

4. Veículo (20), de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de o veículo (20) ser um veículo agrícola e a HMI (43) incluir a comutação de interfaces (44, 46) para seleção entre os modos programados que controlam o direcionamento durante o movimento do trator respectivamente em um pontal de campo e em outros locais.

5. Veículo (20), de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de a HMI (43) incluir comutadores respectivos (44, 46) para a seleção dos modos programados e selecionar sequencialmente os submodos seguindo a seleção de um dito modo programado.

6. Veículo (20), de acordo com a reivindicação 4 ou 5, CARACTERIZADO pelo fato de outros locais incluírem campos e estradas.

7. Veículo (20), de acordo com a reivindicação 5 ou 6, quando dependente da reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de os submodos disponíveis seguindo a seleção de operação de pontal incluírem um submodo de direcionamento amortecido, um submodo de assistência máxima (sem esforço), submodo de centralização de direcionamento automático e um submodo de assistência de trava para

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3/4 trava; e os submodos disponíveis seguindo a seleção de outra operação de localização incluírem um submodo de estrada, um submodo de direcionamento amortecido e um submodo de assistência máxima (sem esforço).

8. Veículo (20), de acordo com a reivindicação 2 e com qualquer reivindicação dependente da reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de incluir dois ou mais elementos de entrada de direcionamento operáveis seletivamente (23, 49) conectados à coluna de direcionamento que são ou incluem um volante (23) e um joystick (49).

9. Veículo (20), de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de o volante (23) ser mecanicamente acoplado à coluna de direcionamento (21).

10. Veículo, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, CARACTERIZADO pelo fato de o joystick (49) ser eletronicamente acoplado ao segundo servomecanismo de direcionamento (39).

11. Veículo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de incluir pelo menos um receptor de sinais de orientação de veículo transmitidos e pelo menos um controlador (41) que converte os sinais de orientação recebidos em comandos de registro de direcionamento que são registrados para o primeiro servomecanismo de direcionamento (24, 28, 29, 31, 32, 33) e/ou o segundo servomecanismo de direcionamento (39).

12. Veículo (20), de acordo com qualquer reivindicação anterior, CARACTERIZADO pelo fato de a quantidade de assistência de direcionamento ser ajustável dependendo de pelo menos um dentre os seguintes sinais:

velocidade de veículo ou velocidade de roda ângulo de volante posição de motor elétrico (ângulo) posição de joystick ângulo de alinhamento de roda direcionável

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4/4 torque na coluna de direção pressão hidráulica em um ou mais cilindros de direcionamento hidráulico torque de entrada de motorista no volante corrente ou voltagem de suprimento de motor elétrico.