BR112020025419A2 - Suspensão de cabine de motorista, método para seu amortecimento e veículo utilitário - Google Patents

Abstract

suspensão de cabine de motorista, método para seu amortecimento e veículo utilitário. a invenção se refere a uma suspensão de cabine de motorista (10) para um veículo utilitário (20), compreendendo pelo menos quatro dispositivos amortecedores (3a, 3b, 3c, 3d) dispostos entre a cabine de motorista (1) e uma estrutura (2) do veículo utilitário (20), preferencialmente na forma de uma suspensão de quatro pontos, cada um dos quais pode ser definido separadamente em termos de sua força de amortecimento. de acordo com a invenção, é provido neste caso que cada um dos dispositivos amortecedores (3a, 3b, 3c, 3d) é projetado para amortecer tanto cargas de tração quanto de compressão da cabine de motorista (1) sobre a estrutura (2). além disso, a invenção se refere a um veículo utilitário (20) com uma suspensão de cabine de motorista (10) correspondente e um método para ajustar um amortecimento de uma suspensão de cabine de motorista (10). o método compreende, nesse caso, as seguintes etapas: determinar quais dos dispositivos amortecedores (3a, 3b, 3c, 3d) que estão expostos a uma carga de tração da cabine de motorista (1) sobre a estrutura (2) e quais estão expostos a uma carga de compressão da cabine de motorista (1) sobre a estrutura (2). ajustar a força de amortecimento dos dispositivos amortecedores (3a, 3b, 3c, 3d), que são submetidos a uma carga de tração da cabine de motorista (1) sobre a estrutura (2), para amortecer uma carga de tração da cabine de motorista (1) sobre a estrutura (2) e/ou ajustar a força de amortecimento dos dispositivos amortecedores (3a, 3b, 3c, 3d), que são submetidos a uma carga de compressão da cabine de motorista (1) sobre a estrutura (2), para amortecer uma carga de compressão da cabine de motorista (1) sobre a estrutura (2).

Description

SUSPENSÃO DE CABINE DE MOTORISTA, MÉTODO PARA SEU AMORTECIMENTO E VEÍCULO UTILITÁRIO

[0001] A invenção se refere a uma suspensão de cabine de motorista para um veículo utilitário, um veículo utilitário com uma correspondente suspensão de cabine de motorista e um método para ajustar um amortecimento de uma suspensão de cabine de motorista.

[0002] A partir do estado da técnica, são conhecidos veículos utilitários com cabine de motorista onde a cabine de motorista é conectada à estrutura do veículo por meio de uma suspensão de cabine de motorista correspondente, como conhecido a partir de EP 1 584 545 A2 ou EP 1 702 772 B1, por exemplo. Como elemento de ligação entre a cabine de motorista e a estrutura do veículo, a suspensão de cabine de motorista assume uma série de funções diferentes, incluindo o desacoplamento de oscilação da cabine de motorista da superfície da estrada e/ou do motor. Além da melhoria resultante na segurança de condução, o foco principal aqui é a melhoria do conforto de condução, já que o motorista passa quase todo o seu tempo de trabalho na cabine de motorista - especialmente no transporte de longa distância.

[0003] O grau de conforto para o motorista depende, em última análise, do trabalho de elaboração colocado na suspensão de cabine de motorista. Soluções mais simples geralmente consistem em dois rolamentos giratórios de borracha na frente com um amortecimento para evitar movimentos de rolamento e inclinação, e dois amortecedores de suspensão na traseira. Dois rolos na parte traseira são responsáveis pela orientação lateral da cabine. Também se conhece para suspensão de cabine de motorista montar amortecedores de suspensão tanto na frente quanto atrás, em que ele apoia um estabilizador na frente. A orientação lateral da cabine de motorista na parte de trás é, então, normalmente assumida por um braço de controle. Entretanto, as desvantagens das soluções anteriores são as altas exigências de componentes e espaço de instalação e o peso correspondente dos diversos componentes.

[0004] Assim, a tarefa da invenção é fornecer uma suspensão de cabine de motorista para um veículo utilitário com a qual as desvantagens das soluções anteriores possam ser evitadas. Em particular, o objetivo da invenção é fornecer um sistema de suspensão de cabine de motorista que requer menos espaço de instalação e menos peso do que as soluções anteriores.

[0005] De a acordo com a invenção, estes objetivos são alcançados por um dispositivo e um veículo motorizado com as características das reivindicações independentes. Modalidades vantajosas e aplicações da invenção são objeto das reivindicações independentes e serão explicadas mais detalhadamente no relatório descritivo adiante mediante referência parcial às figuras.

[0006] Uma ideia básica da invenção é assumir funções e tarefas para as quais são providos componentes independentes em sistemas anteriores, a maioria componentes passivos, por exemplo, o estabilizador para estabilização de rolagem, através de um controle ativo direcionado da suspensão de cabine de motorista, particularmente através de uma variação da força de amortecimento da suspensão de cabine de motorista, através do que os componentes que consomem espaço das soluções anteriores podem ser poupados.

[0007] Para este fim, a suspensão de cabine de motorista de um veículo comercial de acordo com a invenção compreende - de uma maneira conhecida per se - pelo menos quatro dispositivos amortecedores dispostos entre a cabine e uma estrutura do veículo comercial, preferencialmente na forma de uma suspensão de quatro pontos, cada um dos quais é ajustável separadamente em sua força de amortecimento. Preferencialmente, os dispositivos amortecedores são amortecedores semiativos e/ou ativos que podem ser ajustados discreta ou continuamente (por exemplo,

amortecedores CDC, amortecedores eletro e magnetoreológicos) em suas características de amortecimento (características de força-velocidade). Os dispositivos amortecedores podem compreender um ou mais amortecedores hidráulicos, hidropneumáticos e/ou pneumáticos de choque e/ou vibração e/ou ser projetados como parte de um sistema de amortecedor de mola, por exemplo, como parte de um módulo amortecedor de mola pneumática.

[0008] De acordo com a invenção, é provido que cada um dos dispositivos amortecedores é projetado para amortecer tanto as cargas de tração quanto as de compressão da cabine de motorista sobre a estrutura. Uma carga de tração pode ser definida como uma força da cabine de motorista sobre a estrutura dirigida essencialmente contra a direção da gravidade e uma carga de compressão como uma força da cabine de motorista sobre a estrutura dirigida essencialmente na direção da gravidade. Em outras palavras, os dispositivos amortecedores podem ser projetados para amortecer cargas que atuam sobre o respectivo dispositivo amortecedor de ou em direções opostas. De uma maneira vantajosa, obtém-se, então, o amortecimento mais rápido possível dos movimentos na cabine de motorista, já que os respectivos dispositivos amortecedores podem proporcionar amortecimento suficiente em todas as condições de carga. Por exemplo, no caso de um movimento de inclinação da cabine de motorista durante um procedimento de frenagem, os dispositivos amortecedores frontais "sob pressão" podem amortecer a carga de compressão enquanto os amortecedores traseiros "sob tração" amortecem a carga de tração.

[0009] Uma vez que muitos dos amortecedores disponíveis hoje em dia muitas vezes só podem fornecer amortecimento unilateral, isto é, fortemente assimétrico na direção de compressão e tração, de acordo com um primeiro aspecto da invenção, cada dispositivo amortecedor pode ser composto por dois amortecedores, que são referidos a seguir como primeiro e segundo amortecedores para melhor diferenciação. A função dos dois amortecedores por dispositivo amortecedor pode ser invertida uma com a outra. Em outras palavras, o segundo amortecedor pode se comportar como o primeiro amortecedor, no que tange o seu efeito, como se a carga contrária estivesse atuando sobre ele, como sobre o primeiro amortecedor. Isto pode ser obtido, por exemplo, com dois amortecedores construídos igualmente, que são montados em direções opostas, ou seja, girados em 180° um em relação ao outro, entre a cabine de motorista e a estrutura.

[0010] Adicionalmente, ou alternativamente, os dois amortecedores por dispositivo amortecedor também podem ser dispostos de tal forma que, no caso de uma carga de tração da cabine de motorista sobre a estrutura, é, essencialmente, o primeiro amortecedor que tem um efeito amortecedor, e, no caso de uma carga de compressão da cabine sobre a estrutura, é, essencialmente, o segundo amortecedor que tem um efeito amortecedor. Esta característica também pode ser realizada, por exemplo, com dois amortecedores montados de modo essencialmente idêntico, por exemplo, com uma força de amortecimento elevada para cargas de tração, que são montados em direções opostas entre a cabine de motorista e a estrutura. No caso de uma carga de tração da cabine de motorista sobre a estrutura, o primeiro amortecedor - neste caso, sob carga de tração - pode, portanto, ter um efeito amortecedor devido a suas características de amortecimento, ao passo que o segundo amortecedor pode agora, em essência, não ter efeito. No caso de uma carga de compressão da cabine sobre a estrutura, o segundo amortecedor pode então assumir o efeito de amortecimento, já que agora está sob carga de tração, ao passo que o primeiro amortecedor pode agora, em essência, não ter efeito. Ao invés da instalação em oposição que acabamos de descrever, o amortecimento alternado do primeiro e segundo amortecedor também pode, no entanto, ser realizado através de um controle diferente das características de amortecimento e/ou das deflexões mecânicas correspondentes. De modo vantajoso, pode-se obter um amortecimento rápido dos movimentos indesejados da cabine de motorista, mesmo com amortecedores que essencialmente agem apenas em uma direção de carga.

[0011] De acordo com outro aspecto da invenção, a suspensão de cabine de motorista não pode incluir um estabilizador mecânico, preferencialmente nenhum estabilizador mecânico na forma de uma mola de barra de torção para estabilização de rolagem e/ou de inclinação. Em outras palavras, a suspensão de cabine de motorista pode ser projetada sem estabilizadores. Preferencialmente, a rigidez de rolagem e/ou de inclinação da suspensão de cabine de motorista é determinada exclusivamente pela força de amortecimento dos pelo menos quatro dispositivos amortecedores. Adicionalmente, ou alternativamente, os dispositivos amortecedores também podem ser controlados de tal forma que assumam a função de um estabilizador mecânico. Por exemplo, a rigidez de rolagem pode ser aumentada através de um correspondente aumento da força de amortecimento dos dispositivos amortecedores. De modo vantajoso, espaço de instalação e peso na suspensão de cabine de motorista podem ser poupados com a eliminação do estabilizador. Além disso, a solução de acordo com a invenção também pode suprimir os movimentos de rolagem e/ou inclinação mais rapidamente, uma vez que estabilizadores convencionais ou molas de barra de torção exigem inicialmente uma certa quantidade de torção, ou seja, um determinado curso de mola, para construir uma contraforça. Isto não é necessário no caso de um controle ativo correspondente, preferencialmente até mesmo antecipado, dos respectivos dispositivos amortecedores.

[0012] De acordo com um outro aspecto da invenção, a suspensão de cabine de motorista pode compreender um dispositivo de controle que é projetado para determinar um movimento da cabine de motorista, por exemplo, um movimento de rolagem, inclinação, elevação e/ou descida da cabine, com base nos dados de um dispositivo sensor. Para este fim, o dispositivo sensor pode incluir, por exemplo, um sensor de aceleração, um sensor de ângulo de direção, um sensor de taxa de guinada ou um sensor de deslocamento. Preferencialmente, o movimento da cabine de motorista é uma mudança no estado da cabine de motorista. Isto significa que em vez de uma orientação estática da cabine de motorista - por exemplo, uma inclinação lateral temporalmente constante devido a cargas desiguais -, uma mudança pode ser determinada a partir de uma posição de repouso atual da cabine de motorista. Além disso, o dispositivo de controle, para amortecer o movimento detectado da cabine de motorista, pode ser projetado para ajustar a força de amortecimento dos dispositivos amortecedores. Por exemplo, o dispositivo de controle pode ser projetado para abrir e/ou fechar válvulas de comutação e/ou válvulas proporcionais dentro dos dispositivos amortecedores. Além disso, ou alternativamente, o dispositivo de controle também pode - especialmente no caso de dispositivos amortecedores que utilizam fluidos eletro e/ou magnetoreológicos - ser projetado para gerar e/ou reduzir campos eletromagnéticos dentro dos dispositivos amortecedores. Preferencialmente, a força de amortecimento correspondente ajustada dos dispositivos amortecedores suprime o movimento determinado da cabine de motorista o mais rápida e efetivamente possível. O versado na técnica tem várias possibilidades para a maneira exata de controlar os dispositivos amortecedores, algumas das quais são descritas em mais detalhes abaixo. Vantajosamente, este aspecto da invenção torna possível evitar movimentos indesejáveis da cabine de motorista de modo rápido, evitando, ao mesmo tempo, componentes que consomem espaço, incluindo um estabilizador.

[0013] De acordo com um desenvolvimento adicional deste aspecto, o dispositivo sensor pode ser localizado em uma área do teto, por exemplo, na parte inferior do teto, da cabine de motorista. Em outras palavras, o dispositivo sensor pode ser disposto em um ponto o mais distante possível dos dispositivos amortecedores e/ou dos pontos onde a cabine repousa sobre a estrutura. Como os movimentos da cabine de motorista, ou seja, mais precisamente, os desvios da cabine de motorista a partir da posição de repouso, aumentam com o aumento da distância dos pontos de suporte da cabine de motorista sobre a estrutura, uma determinação precisa pode ser alcançada, de modo vantajoso, até mesmo movimentos leves e/ou nascentes da cabine. Preferencialmente, o dispositivo sensor pode, neste caso, estar localizado no ponto central e/ou médio da área do teto e/ou na mesma distância de todos os dispositivos amortecedores.

[0014] A fim de detectar a ocorrência de movimentos de cabine o mais rápido possível, de acordo com um outro aspecto da invenção, o dispositivo sensor e/ou dispositivo de controle também pode determinar uma mudança em uma aceleração ao longo do tempo, preferencialmente um vetor de mudança de aceleração com componentes de uma mudança em uma aceleração ao longo do tempo em três direções espaciais mutuamente perpendiculares. Expresso de outra forma, pode-se determinar uma arrancada, ou seja, a derivada temporal de uma aceleração. Isto permite vantajosamente que os movimentos da cabine de motorista que ocorrem repentinamente sejam reconhecidos de forma mais rápida e confiável do que seria caso uma aceleração fosse detectada. Adicionalmente ou alternativamente, entretanto, o dispositivo sensor e/ou dispositivo de controle também pode determinar uma aceleração, preferencialmente um vetor de aceleração com componentes de uma aceleração em respectivamente três direções espaciais mutuamente perpendiculares.

[0015] De acordo com um outro aspecto da invenção, o dispositivo de controle pode ser projetado para determinar, com base no movimento determinado, aqueles dispositivos amortecedores que são expostos a uma carga de tração da cabine de motorista sobre a estrutura e para ajustar sua força de amortecimento para amortecer uma carga de tração da cabine de motorista sobre a estrutura. Adicionalmente ou alternativamente, o dispositivo de controle pode ser projetado para determinar, com base no movimento determinado, aqueles dispositivos amortecedores que são expostos a uma carga de compressão da cabine de motorista sobre a estrutura e para ajustar sua força de amortecimento para amortecer uma carga de compressão da cabine de motorista sobre a estrutura. “Ajustar” a força de amortecimento pode geralmente ser entendido como o aumento da força de amortecimento, ou seja, definir um amortecimento firme, na direção de carga correspondente. Na modalidade exemplar acima, com dois amortecedores com efeitos opostos por dispositivo amortecedor, no entanto, "ajustar" a força de amortecimento também pode incluir uma redução na força de amortecimento de um amortecedor, como será explicado em mais detalhes abaixo. Enquanto o primeiro amortecedor, por exemplo, é ajustado "forte" para tração, o segundo amortecedor - instalado girado em 180° - pode ser ajustado "suave" para tração a fim de neutralizar o amortecimento primário do primeiro amortecedor o mínimo possível. A vantagem da determinação direcionada da carga de compressão ou tração nos respectivos dispositivos amortecedores é que, através disso, permite-se uma reação o mais otimizada possível aos movimentos da cabine de motorista e, assim, os movimentos da cabine de motorista podem ser evitados de forma rápida e confiável.

[0016] De acordo com um outro aspecto da invenção, a montagem da cabine de motorista pode compreender quatro dispositivos amortecedores que estão dispostos na forma de um quadrado, em que dois dos dispositivos amortecedores podem ser dispostos à esquerda e dois dos dispositivos amortecedores à direita de um eixo longitudinal do veículo. Os quatro dispositivos amortecedores estão dispostos preferencialmente na forma de um quadrado convexo, por exemplo, na forma de um retângulo, quadrado, trapézio /ou um losango. Além disso, o dispositivo de controle pode ser projetado para adaptar alguns dos dispositivos amortecedores para amortecer uma carga de compressão e alguns dos dispositivos amortecedores para amortecer uma carga de tração em um primeiro modo de operação. Em outras palavras, o dispositivo de controle pode ser projetado para adaptar a força de amortecimento dos dispositivos amortecedores de forma diferente em pares. Nesse caso, a força de amortecimento dos vários dispositivos amortecedores pode, de preferência, ser ajustada, essencialmente, em simultâneo. Além disso, o par de dispositivos amortecedores pode compreender dois dispositivos amortecedores adjacentes ou dois diagonalmente opostos. De modo vantajoso, um amortecimento simples e confiável de movimentos indesejados da cabine de motorista é assim obtido.

[0017] De acordo com um desenvolvimento deste aspecto da invenção, os pares podem ser selecionados em função do movimento da cabine de motorista determinado pelo dispositivo de controle. Por exemplo, dois dispositivos amortecedores localizados à esquerda ou direita do eixo longitudinal do veículo podem ser selecionados para amortecer os movimentos de rolagem da cabine de motorista, ao passo que dois dispositivos amortecedores localizados na parte dianteira ou traseira na direção de deslocamento podem ser selecionados para amortecer um movimento de inclinação da cabine de motorista. Desta forma, de modo vantajoso, especialmente os movimentos de inclinação e de rolagem da cabine de condutor podem ser evitados o mais rapidamente possível. Além disso, particularmente no caso de movimentos de rolagem-inclinação combinados, um amortecimento da cabine de motorista particularmente vantajoso pode ser obtido pareando dispositivos amortecedores diagonalmente opostos sem acoplamento adicional dos dispositivos amortecedores através de um estabilizador.

[0018] De acordo com um outro aspecto da invenção, uma força de amortecimento máxima que pode ser aplicada e/ou ajustada pelo respectivo dispositivo amortecedor pode ser essencialmente a mesma sob cargas de tração e compressão. Em outras palavras, o amortecimento dos respectivos dispositivos amortecedores no estágio de compressão pode ser ajustado essencialmente da mesma forma que o amortecimento no estágio de tração, em que o curso da força de amortecimento no sentido de tração e compressão pode ser bem diferente. Esta é uma maneira vantajosa de garantir que as cargas de tração e compressão da cabine de motorista sobre a estrutura possam ser amortecidas igualmente bem e, através disso, os movimentos indesejáveis da cabine de motorista possam ser evitados o mais rápido e da melhor maneira possível.

[0019] De acordo com outro aspecto da invenção, a força de amortecimento do dispositivo amortecedor pode ser ajustada com antecedência. Em outras palavras, a força de amortecimento já pode ser definida antes que o movimento da cabine de motorista realmente ocorra, de preferência para evitar um movimento esperado da cabine de motorista. Para este fim, o dispositivo de controle pode determinar um movimento esperado da cabine por meio de informações fornecidas internamente, por exemplo, por um sistema de câmera, e/ou externamente, por exemplo, por dados de GPS, em relação ao curso da estrada, ao estado da estrada e/ou às próximas manobras de direção do veículo comercial, e/ou usando modelos e/ou simulações correspondentes. Com base nesse movimento determinado e esperado da cabine de motorista, a força de amortecimento do dispositivo amortecedor pode então ser definida com antecedência. De modo vantajoso, a necessidade de regulação pode assim ser reduzida, uma vez que fortes desvios da cabine de motorista da posição de repouso podem ser evitados a partir do chão.

[0020] Além disso, de acordo com a invenção, é fornecido um método para ajustar o amortecimento da suspensão de cabine de motorista de um veículo comercial. A suspensão de cabine de motorista compreende, nesse caso, pelo menos quatro dispositivos amortecedores dispostos entre a cabine de motorista e uma estrutura do veículo comercial, cuja força de amortecimento de cada um pode ser ajustada separadamente. Adicionalmente, cada um dos dispositivos amortecedores é projetado para amortecer tanto as cargas de tração quanto as de compressão da cabine de motorista sobre a estrutura. Além disso, a suspensão de cabine de motorista utilizada no contexto do método também pode ter todas as características de suspensão de cabine de motorista já descritas neste documento. Isto significa que as características de uma suspensão de cabine de motorista, que são divulgadas de acordo com o dispositivo, também devem ser divulgadas e podem ser reivindicadas em conexão com o método.

[0021] De acordo com a invenção, o método compreende as seguintes etapas. Determinar quais dos dispositivos amortecedores que estão expostos a uma carga de tração da cabine de motorista sobre a estrutura e quais estão expostos a uma carga de compressão da cabine de motorista sobre a estrutura. Isto pode ser feito, por exemplo, com base nos dados de um dispositivo sensor, preferencialmente um acelerômetro. Além disso, o método compreende ajustar a força de amortecimento dos dispositivos amortecedores, que são expostos a uma carga de tração da cabine de motorista sobre a estrutura, para amortecer uma carga de tração da cabine de motorista sobre a estrutura e/ou ajustar a força de amortecimento dos dispositivos amortecedores, que são submetidos a uma carga de compressão da cabine de motorista sobre a estrutura, para amortecer uma carga de compressão da cabine de motorista sobre a estrutura. O termo "ajustar" pode incluir uma mudança na característica do amortecedor, por exemplo, um aumento ou diminuição na força do amortecedor para cargas de tração e/ou um aumento ou diminuição na força do amortecedor para cargas de compressão. O ajuste também pode ocorrer de forma contínua ou em várias etapas.

[0022] Além disso, de acordo com a invenção, um veículo utilitário com uma suspensão de cabine de motorista, conforme descrito neste documento, também é provido.

[0023] Os aspectos e características preferenciais da invenção anteriormente descritas podem ser, nesse caso, combinados entre si na maneira que se desejar. Outras particularidades e vantagens da invenção são descritas a seguir mediante referência às figuras anexas. As figuras mostram: Figura 1: uma ilustração 3D altamente esquemática de uma suspensão de cabine de motorista para um veículo utilitário de acordo com uma modalidade da invenção; Figura 2: uma vista lateral de uma suspensão de cabine de motorista para um veículo comercial de acordo com uma outra modalidade da invenção; Figura 3: uma representação 3D altamente esquemática de uma parte da suspensão da cabine de motorista para um veículo utilitário, incluindo diferentes acelerações atuando sobre a cabine de motorista; Figura 4: um diagrama de fluxo de um método para definir um amortecimento de uma suspensão de cabine de motorista de um veículo utilitário, e Figura 5: mostra uma representação esquemática de um veículo utilitário de acordo com uma modalidade da invenção.

[0024] A figura 1 mostra uma ilustração 3D altamente esquemática de uma suspensão de cabine de motorista 10 para um veículo utilitário 20 de acordo com uma modalidade da invenção. A suspensão de cabine de motorista 10 compreende quatro dispositivos amortecedores 3a,

3b, 3c, 3d dispostos entre a cabine de motorista 1 e uma estrutura 2 do veículo utilitário 20 - na área dos cantos da cabine de motorista perto do chão. Os dispositivos amortecedores 3a, 3b, 3c, 3d, que fazem parte de uma suspensão de quatro pontos da cabine de motorista 1 (não mostrada em detalhes), são ajustáveis, cada um separadamente, em termos de sua força de amortecimento, de forma discreta ou contínua. De preferência, os dispositivos amortecedores 3a, 3b, 3c, 3d que compreendem amortecedores hidráulicos, hidropneumáticos e/ou pneumáticos também interagem com elementos resilientes e/ou são projetados como um componente combinado com funções resilientes e amortecedoras. Os quatro dispositivos amortecedores 3a, 3b, 3c, 3d são particularmente preferidos, cada parte de um módulo amortecedor de mola pneumática, de modo que também é possível uma regulação de nível da cabine de motorista 1, por exemplo, para poder assumir uma posição de dormir horizontal da cabine de motorista 1 quando o veículo comercial 20 estiver parado.

[0025] De acordo com a invenção, é provido que cada um dos dispositivos amortecedores 3a, 3b, 3c, 3d é projetado para amortecer tanto as cargas de tração quanto as de compressão da cabine de motorista 1 sobre a estrutura 2. Na figura 1, as direções em que as cargas correspondentes essencialmente afetam os dispositivos amortecedores 3a, 3b, 3c, 3d, são clarificadas, cada uma, por setas. O fato de que os dispositivos amortecedores 3a, 3b, 3c, 3d podem assim amortecer ambos os tipos de carga é uma maneira vantajosa de conseguir o amortecimento mais rápido possível dos movimentos indesejados da cabine de motorista 1.

[0026] A figura 2 mostra uma vista lateral de uma suspensão de cabine de motorista 10 para um veículo comercial 20 de acordo com uma outra modalidade da invenção; Aqui, os quatro dispositivos amortecedores 3a, 3b, 3c, 3d (dos quais apenas os dispositivos amortecedores 3b e 3c são visíveis na vista lateral) compreendem cada um dois amortecedores idênticos 3a1, 3a2, 3b1, 3b2, 3c1, 3c2, 3d1, 3d2, que são referidos a seguir como primeiro amortecedor 3a1, 3b1, 3c1, 3d1 e segundo amortecedor 3a2, 3b2, 3c2, 3c2, 3d2 para melhor diferenciação.

Os dois amortecedores 3a1, 3a2, 3b1, 3b2, 3c1, 3c2, 3d1, 3d2 por dispositivo amortecedor 3a, 3b, 3c, 3d são montados em direções opostas, ou seja, girados em 180° em relação um ao outro, entre a cabine de motorista 1 e a estrutura 2, como ilustrado pelas direções das setas na figura 2. Além disso, os amortecedores 3a1, 3a2, 3b1, 3b2, 3c1, 3c2, 3d1, 3d2 são otimizados principalmente para amortecer uma carga de tração atuando localmente sobre o respectivo amortecedor 3a1, 3a2, 3b1, 3b2, 3c1, 3c2, 3d1, 3d2. Esta carga atuando localmente sobre o respectivo amortecedor 3a1, 3a2, 3b1, 3b2, 3c1, 3c2, 3d1, 3d2 deve ser diferenciada da carga total atuando sobre todo o dispositivo amortecedor 3a, 3b, 3c, 3d.

Assim, uma carga de compressão da cabine de motorista 1 sobre a estrutura 2 pode levar a cargas de compressão ou de tração locais, dependendo da posição de instalação do primeiro amortecedor 3a1, 3b1, 3c1, 3d1. Na presente modalidade, uma carga de compressão da cabine de motorista 1 para a estrutura 2 deve - sem que isto esteja associado a uma restrição - levar também a uma carga de compressão local nos respectivos primeiros amortecedores 3a1, 3b1, 3c1, 3d1 dos dispositivos amortecedores 3a, 3b, 3c, 3d, ao passo que os respectivos segundos amortecedores 3a2, 3b2, 3c2, 3d2 são submetidos localmente à tração, ou seja, em sua direção de operação preferida, quando uma carga de compressão é aplicada da cabine de motorista 1 sobre a estrutura 2 devido à sua instalação invertida.

Alterando a respectiva força de amortecimento do primeiro ou do segundo amortecedor 3a1, 3a2, 3b1, 3b2, 3c1, 3c2, 3d1, 3d2, tanto cargas de compressão como de tração nos dispositivos amortecedores 3a, 3b, 3c, 3d podem ser amortecidas de modo efetivo, embora os amortecedores individuais possam ter uma característica de amortecimento fortemente assimétrica em direção de compressão e tração ou essencialmente apenas uma direção preferencial (neste caso, a direção da tração).

[0027] Além disso, a suspensão de cabine de motorista 10 compreende um dispositivo de controle 4 que é projetado para determinar um movimento da cabine de motorista, por exemplo, um movimento de rolagem, inclinação, elevação e/ou descida da cabine, com base nos dados de um dispositivo sensor 5 e para adaptar a força de amortecimento dos amortecedores 3a1, 3a2, 3b1, 3b2, 3c1, 3c2, 3d1, 3d2 para amortecer o movimento determinado da cabine de motorista. No caso presente, o dispositivo sensor 5 é um sensor de aceleração que está localizado na área de teto da cabine de motorista 1 e também pode determinar um vetor de aceleração com componentes de uma aceleração em três direções espaciais mutuamente perpendiculares. As três direções espaciais são preferencialmente orientadas ao longo dos eixos longitudinal, transversal e vertical do veículo comercial. Com base no vetor de aceleração determinado pelo dispositivo sensor 5, o dispositivo de controle 4 ajusta a força de amortecimento dos amortecedores individuais 3a1, 3a2, 3b1, 3b2, 3c1, 3c2, 3d1, 3d2, onde em um primeiro passo é determinado quais dos dispositivos amortecedores 3a, 3b, 3c, 3d são submetidos a uma carga de tração da cabine de motorista 1 sobre a estrutura 2 e quais são submetidos a uma carga compressiva da cabine de motorista 1 sobre a estrutura 2. Se for determinado que, por exemplo, o dispositivo amortecedor 3b é submetido a uma carga de compressão da cabine de motorista 1 sobre a estrutura 2 (por exemplo, no curso de um movimento de inclinação da cabine de motorista 1), então no presente exemplo a força do amortecedor do primeiro amortecedor (exposto à compressão) 3b1 do dispositivo amortecedor 3b é então ajustada suavemente para cargas de tração, ao passo que a força do amortecedor 3b2 - montado de forma oposta e colocado sob tração - do dispositivo amortecedor 3b é ajustada para cargas de tração. Em outras palavras, no caso de uma carga de compressão da cabine de motorista 1 sobre a estrutura 2, é principalmente o segundo amortecedor que tem um efeito de amortecimento e, no caso de uma carga de tração da cabine de motorista 1 sobre a estrutura 2, principalmente o primeiro amortecedor que tem um efeito de amortecimento. No geral, esta interação entre os dois amortecedores atinge o amortecimento ideal da carga de compressão que atua, por exemplo, no dispositivo amortecedor 3b.

[0028] Embora o ajuste da força de amortecimento dos amortecedores individuais 3a1, 3a2, 3b1, 3b2, 3c1, 3c2, 3d1, 3d2 nos respectivos dispositivos amortecedores 3a, 3b, 3c, 3d tenha sido descrito com mais detalhes até agora, a seção seguinte também analisará mais detalhadamente para determinar, com referência à figura 3, quais dos dispositivos amortecedores 3a, 3b, 3c, 3d são expostos a uma carga de tração da cabine de motorista 1 sobre a estrutura 2 e quais são expostos a uma carga compressiva da cabine 1 até a estrutura 2. Para este fim, a figura 3 mostra em uma representação 3D fortemente esquematizada uma parte da cabine de motorista 10 com quatro dispositivos amortecedores 3a, 3b, 3c, 3d dispostos entre a cabine de motorista 1 e uma estrutura 2 do veículo comercial 20 - na área dos cantos da cabine próximos ao chão - que compreendem cada um dois amortecedores idênticos 3a1, 3a2, 3b1, 3b2, 3c1, 3c2, 3d1, 3d2, que são montados em sentidos opostos, ou seja, girados em 180° em relação um ao outro, entre a cabine de motorista 1 e a estrutura 2. Além disso, a suspensão de cabine de motorista 10 compreende um dispositivo de controle 4 (não mostrado em mais detalhes), que é projetado para determinar um movimento de rolagem, inclinação, elevação e/ou descida da cabine de motorista 1 com base nos dados de um sensor de aceleração disposto na área do teto da cabine de motorista 1 e para determinar de modo correspondente a força de amortecimento dos dispositivos amortecedores 3a, 3b, 3c, 3d.

[0029] Na figura 3, três acelerações diferentes atuando sobre a cabine de motorista são mostradas na forma de três vetores de aceleração a1, a2, a3. O primeiro vetor de aceleração a1 corresponde, nesse caso, a uma aceleração transversal da cabine de motorista 1 em relação ao sentido de condução. O movimento resultante da cabine de condução 1 seria um movimento de rolagem em que os dispositivos amortecedores 3b e 3c seriam submetidos à compressão e os dois amortecedores 3a e 3d estariam submetidos à tração. No presente caso, isso é determinado pelo dispositivo de controle 4 com base no vetor de aceleração detectado pelo dispositivo sensor 5 e a posição dos dispositivos amortecedores 3a, 3b, 3c, 3d em relação ao centro de gravidade da cabine de motorista. Correspondentemente, no caso da primeira aceleração, o dispositivo de controle 4 ajustaria o par de dispositivos amortecedores 3b e 3c à esquerda em relação à direção de deslocamento "forte sob compressão" e o par direito de dispositivos amortecedores 3a e 3d "forte sob tração". Ou seja, a força de amortecimento dos dispositivos amortecedores 3b e 3c seria aumentada no estágio de compressão e a força de amortecimento dos dispositivos amortecedores 3b e 3c seria aumentada no estágio de solavanco. O ajuste do amortecimento correspondente dos dispositivos amortecedores 3a, 3b, 3c, 3d individuais pode ser conectado, nesse caso, interno - como descrito anteriormente na figura 2 - mas pode ser conectado com uma mudança da compressão, bem como o solavanco do primeiro e segundo amortecedor 3a1, 3a2, 3b1, 3b2, 3c1, 3c2, 3d1, 3d2.

[0030] O segundo vetor de aceleração a2 corresponde a uma aceleração para a frente à direita - em relação à direção de condução -, que resultaria em um movimento combinado de rotação-inclinação da cabine de motorista 1, no qual o dispositivo amortecedor 3a seria fortemente carregado em compressão, o dispositivo amortecedor 3b ligeiramente em tração, o dispositivo amortecedor 3c fortemente em tração e o dispositivo amortecedor 3d ligeiramente em compressão. Para o ajuste correspondente da força de amortecimento dos dispositivos amortecedores individuais 3a, 3b, 3c, 3d, o dispositivo de controle 4 pode decompor o vetor de aceleração a2 detectado pelo dispositivo sensor 5 em seus componentes individuais ao longo dos eixos longitudinal, transversal e vertical do veículo utilitário 20 e controlar proporcionalmente a esses componentes. No caso presente, portanto, os dispositivos amortecedores 3a seriam ajustados para "duros em compressão" e os dispositivos amortecedores 3c "duros em tração", enquanto os dispositivos amortecedores 3b e 3d seriam controlados menos fortemente. Para os dispositivos amortecedores 3b, portanto, resultaria uma força de amortecimento média na direção da tração e para os dispositivos amortecedores 3d uma força de amortecimento média na direção da compressão.

[0031] O terceiro vetor de aceleração a3 corresponde a uma aceleração ascendente, que ocorreria, por exemplo, ao dirigir sobre uma lombada na estrada, e resulta em um movimento de elevação da cabine de motorista 1. Neste caso, todos os quatro dispositivos amortecedores 3a, 3b, 3c, 3d são igualmente carregados com carga, portanto o dispositivo de controle 4 aumenta a força de amortecimento de todos os quatro dispositivos amortecedores 3a, 3b, 3c, 3d no solavanco. Em geral, através da determinação direcionada da carga de compressão ou de tração dos respectivos dispositivos amortecedores 3a, 3b, 3c, 3d, pode-se, com isso, reagir possivelmente de modo ideal aos movimentos indesejados da cabine de motorista, e, através disso, pode-se evitar movimentos da cabine de motorista de forma rápida e confiável.

[0032] A figura 4 mostra um diagrama de fluxo de um método para definir um amortecimento de uma suspensão de cabine de motorista 10 de um veículo utilitário 20. A suspensão de cabine de motorista 10 compreende, nesse caso, pelo menos quatro dispositivos amortecedores 3a, 3b, 3c, 3d dispostos entre a cabine de motorista 1 e uma estrutura 2 do veículo utilitário 20, cuja força de amortecimento pode ser ajustada separadamente. Adicionalmente, cada um dos dispositivos amortecedores 3a, 3b, 3c, 3d é projetado para amortecer tanto as cargas de tração quanto as de compressão da cabine de motorista 1 sobre a estrutura 2. Uma carga de tração pode ser entendida, aqui, como uma força da cabine de motorista sobre a estrutura dirigida essencialmente contra a direção da gravidade e uma carga de compressão como uma força da cabine de motorista sobre a estrutura dirigida essencialmente na direção da gravidade.

[0033] Na etapa S1, o primeiro passo é determinar quais dos dispositivos amortecedores 3a, 3b, 3c, 3d que estão expostos a uma carga de tração da cabine de motorista 1 sobre a estrutura 2 e quais estão expostos a uma carga de compressão da cabine de motorista 1 sobre a estrutura 2. Isto pode ser feito, por exemplo, com base nos dados de um dispositivo sensor 5, preferencialmente um acelerômetro, como descrito anteriormente na figura 3. Na etapa S2, é ajustada a força de amortecimento dos dispositivos amortecedores 3a, 3b, 3c, 3d que são expostos a uma carga de tração da cabine de motorista 1 sobre a estrutura 2 e para amortecer uma carga de tração da cabine de motorista 1 sobre a estrutura 2. Por exemplo, válvulas de comutação e/ou proporcionais dentro dos dispositivos amortecedores 3a, 3b, 3c, 3d podem ser abertas e/ou fechadas para este fim. Ou, no caso de dispositivos amortecedores 3a, 3b, 3c, 3d, são gerados e/ou dissipados campos eletromagnéticos dentro dos dispositivos amortecedores 3a, 3b, 3c, 3d por meio de fluidos eletro- e/ou magnetoreológicos. O ajuste pode ser feito, nesse caso, sem etapas ou em várias etapas. Na etapa 3, ocorre então um ajuste da força de amortecimento dos dispositivos amortecedores 3a, 3b, 3c, 3d que são expostos a uma carga de tração da cabine de motorista 1 sobre a estrutura 2 e para ajustar sua força de amortecimento para amortecer uma carga de compressão da cabine de motorista 1 sobre a estrutura 2. O ajuste pode, nesse caso, ser realizado novamente como descrito na etapa S2 através da abertura e/ou fechamento de válvulas, isto é, através da geração e/ou redução de campos elétricos dentro dos dispositivos amortecedores 3a, 3b, 3c, 3d. Além disso, o ajuste da força de amortecimento pode incluir o aumento ou a diminuição da força de amortecimento dos amortecedores instalados nos dispositivos amortecedores 3a, 3b, 3c, 3d.

[0034] A figura 5 mostra uma representação esquemática de um veículo utilitário 20 de acordo com uma modalidade da invenção. No caso presente, o veículo utilitário 20 é um caminhão com uma suspensão de cabine de motorista 10, como descrito acima.

[0035] Embora a invenção tenha sido descrita com referência aos exemplos das modalidades descritas, é evidente para alguém versado na técnica que várias mudanças podem ser feitas e equivalentes podem ser usados como substitutos, sem deixar o escopo da invenção. Consequentemente, a invenção não deve se limitar aos exemplos divulgados de modalidades, mas deve incluir todos os exemplos de modalidades que se enquadram no escopo das reivindicações anexas. Em particular, a invenção também reivindica proteção para a matéria e as características das reivindicações dependentes, independentemente das reivindicações mencionadas. Lista dos números de referência 1 Cabine de motorista 2 Estrutura 3a-3d Dispositivos amortecedores 3a1-3d1 Primeiro amortecedor 3a2-3d2 Segundo amortecedor 4 Dispositivo de controle 5 Dispositivo sensor 10 Suspensão de cabine de motorista 20 Veículo utilitário a1 Primeiro vetor de aceleração a2 Segundo vetor de aceleração a3 Terceiro vetor de aceleração

Claims (13)

REIVINDICAÇÕES

1. Suspensão de cabine de motorista (10) para um veículo comercial (20), compreendendo pelo menos quatro dispositivos amortecedores (3a, 3b, 3c, 3d) dispostos entre a cabine (1) e uma estrutura (2) do veículo comercial (20), que são reguláveis separadamente no que tange sua força de amortecimento, caracterizada pelo fato de que cada um dos dispositivos amortecedores (3a, 3b, 3c, 3d) é projetado para amortecer tanto as cargas de tração como as de compressão da cabine (1) sobre a estrutura (2).

2. Suspensão de cabine de motorista (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que cada dispositivo amortecedor (3a, 3b, 3c, 3d) compreende um primeiro e um segundo amortecedor (3a1, 3b1, 3c1, 3d1; 3a2, 3b2, 3c2, 3d2) que a) em sua função, funcionam de um modo invertido entre si, e/ou b) estão dispostos de tal forma que, no caso de uma carga de tração da cabine de motorista (1) sobre a estrutura (2), o primeiro amortecedor (3a1, 3b1, 3c1, 3d1) tem, em essência, um efeito amortecedor, e, no caso de uma carga compressiva da cabine de motorista (1) sobre a estrutura (2), o segundo amortecedor (3a2, 3b2, 3c2, 3d2) tem, em essência, um efeito amortecedor.

3. Suspensão de cabine de motorista (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que, a) a suspensão de cabine de motorista não inclui um estabilizador mecânico, preferencialmente um estabilizador mecânico na forma de uma mola de barra de torção para estabilização de rolagem e/ou de inclinação; e/ou b) os dispositivos amortecedores (3a, 3b, 3c, 3d) são acionados de tal forma que assumem a função de um estabilizador mecânico.

4. Suspensão de cabine de motorista (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que um dispositivo de controle (4) que é projetado para, com base nos dados de um dispositivo sensor (5), preferencialmente um sensor de aceleração, determinar um movimento da cabine de motorista, preferencialmente uma mudança no estado da cabine de motorista, assim como para ajustar a força de amortecimento dos dispositivos amortecedores (3a, 3b, 3c, 3d) a fim de amortecer o movimento determinado de cabine de motorista, de preferência um movimento de rolagem e/ou de inclinação da cabine de motorista.

5. Suspensão da cabine (10), de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o dispositivo sensor (5) está disposto em uma área do teto da cabine de motorista.

6. Suspensão de cabine (10), de acordo com as reivindicações 4 ou 5, caracterizada pelo fato de que o dispositivo sensor (5) e/ou dispositivo de controle (4) determina uma mudança temporal de uma aceleração, preferencialmente um vetor de mudança de aceleração com componentes de uma mudança temporal de uma aceleração em cada uma de três direções espaciais perpendiculares uma à outra.

7. Suspensão da cabine (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de controle (4) é projetado para determinar, com base no movimento determinado, a) aqueles dispositivos amortecedores (3a, 3b, 3c, 3d) que são expostos a uma carga de tração da cabine de motorista (1) sobre a estrutura (2) e para ajustar sua força de amortecimento para amortecer uma carga de tração da cabine de motorista (1) sobre a estrutura (2); e/ou b) aqueles dispositivos amortecedores (3a, 3b, 3c, 3d) que são expostos a uma carga de tração da cabine de motorista (1) sobre a estrutura (2) e para ajustar sua força de amortecimento para amortecer uma carga de compressão da cabine de motorista (1) sobre a estrutura (2).

8. Suspensão de cabine de motorista (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 7, caracterizada por quatro dispositivos amortecedores (3a, 3b, 3c, 3d), que são dispostos na forma de um quadrilátero, em que dois dos dispositivos amortecedores (3a, 3b, 3c, 3d) à esquerda e dois dos dispositivos amortecedores (3a, 3b, 3c) à direita, 3d) estão dispostos à direita do eixo longitudinal do veículo, e em que o dispositivo de controle (4) é projetado para ajustar um par dos dispositivos amortecedores (3a, 3b, 3c, 3d) em um primeiro modo de operação para amortecer uma carga de compressão e para ajustar um par dos dispositivos amortecedores (3a, 3b, 3c, 3d) para amortecer uma carga de tração.

9. Suspensão de cabine de motorista (10), de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que uma seleção dos pares é feita em dependência do movimento da cabine de motorista determinado pelo dispositivo de controle (4).

10. Suspensão de cabine de motorista (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que uma força de amortecimento máxima, que é aplicável e/ou ajustável pelo respectivo dispositivo amortecedor (3a, 3b, 3c, 3d), é substancialmente a mesma sob carga de tração e carga de compressão.

11. Suspensão de cabine de motorista (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a força de amortecimento do dispositivo amortecedor (3a, 3b, 3c, 3d) é ajustada com antecedência.

12. Método para ajustar um amortecimento de uma suspensão de cabine de motorista (10) de um veículo utilitário (20), caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos quatro dispositivos amortecedores (3a, 3b, 3c, 3d) dispostos entre a cabine de motorista (1) e uma estrutura (2) do veículo utilitário (20), que são reguláveis separadamente no que tange sua força de amortecimento, em que cada um dos dispositivos amortecedores (3a, 3b, 3c, 3d) é projetado para amortecer tanto as cargas de tração como as de compressão da cabine de motorista (1) sobre a estrutura (2), compreendendo as etapas: determinar quais dos dispositivos amortecedores (3a, 3b, 3c, 3d) que estão expostos a uma carga de tração da cabine de motorista (1) sobre a estrutura (2) e quais estão expostos a uma carga de compressão da cabine de motorista (1) sobre a estrutura (2); ajustar a força de amortecimento dos dispositivos amortecedores (3a, 3b, 3c, 3d), que são expostos a uma carga de tração da cabine de motorista (1) sobre a estrutura (2), para amortecer uma carga de tração da cabine de motorista (1) sobre a estrutura (2); e/ou ajustar a força de amortecimento dos dispositivos amortecedores (3a, 3b, 3c, 3d), que são expostos a uma carga de tração da cabine de motorista (1) sobre a estrutura (2), para amortecer uma carga de compressão da cabine de motorista (1) sobre a estrutura (2).

13. Veículo utilitário (20), caracterizado pelo fato de que tem uma suspensão de cabine de motorista (10) conforme qualquer uma das reivindicações anteriores.