BR112021014819A2 - Um sistema hidropneumático inteligente para controlar a inclinação de duas rodas de um veículo e um veículo equipado com o referido sistema - Google Patents
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Abstract
um sistema hidropneumático inteligente para controlar a inclinação de duas rodas de um veículo e um veículo equipado com o referido sistema. um sistema hidropneumático inteligente para controlar a inclinação de duas rodas de um veículo, mecanicamente conectadas ao chassi do referido veículo por meio de um primeiro braço de fixação oscilante (b1) e de um segundo braço de fixação oscilante (b2) respectivamente, o sistema incluindo pelo menos um primeiro cilindro (10) e um segundo cilindro (20) adequados para serem interpostos entre o referido chassi e o referido primeiro braço de fixação oscilante (b1) e o referido segundo braço de fixação oscilante (b2), respectivamente, em que os referidos primeiro (10) e segundo (20) cilindros incluem respectivamente uma primeira câmara (101) e uma segunda câmara (202) ambas com volume variável e contendo um fluido de trabalho, em que a transferência do referido fluido de trabalho a partir da referida primeira câmara (101) para a referida segunda câmara (202) resulta em um aumento no volume da referida segunda câmara (202) enquanto a transferência do referido fluido de trabalho a partir da referida segunda câmara (202) para a referida primeira câmara (101) resulta em um aumento no volume da referida primeira câmara (101), e em que o referido sistema compreende primeiros meios de conexão (23) que conectam a referida primeira câmara (101) e a referida segunda câmara (202) de modo que o referido fluido de trabalho possa ser transferido alternadamente a partir da referida primeira câmara (101) para a referida segunda câmara (202) e a partir da referida segunda câmara (202) para a referida primeira câmara (101).
Description
COM O REFERIDO SISTEMA Campo da técnica
[001] A presente invenção refere-se ao campo de veículos com rodas de inclinação. Em particular, a presente invenção refere-se a motocicletas com pelo menos duas rodas de inclinação, em particular posicionadas no mesmo eixo horizontal. Mais detalhadamente, a presente invenção refere-se a um dispositivo e/ou um sistema adequado para melhorar o desempenho de inclinação em veículos e em particular motocicletas do tipo acima mencionado. Ainda mais especificamente, a presente invenção refere-se a um dispositivo e/ou um sistema para um controle inteligente da inclinação de pelo menos duas rodas em veículos e/ou motocicletas do tipo acima mencionado. Finalmente, a presente invenção refere-se a um veículo, em particular uma motocicleta, com pelo menos duas rodas de inclinação equipadas com um dispositivo ou sistema do tipo acima mencionado. Antecedentes da invenção
[002] Veículos com roda de inclinação são conhecidos na técnica e são agora amplamente difundidos e apreciados por usuários, em que a expressão “veículos com rodas de inclinação” significa veículos, em particular motocicletas, lambretas, quadriciclos ou similares, que são equipados com pelo menos um par de rodas de inclinação, por exemplo, motocicletas com pelo menos duas rodas de inclinação dianteiras e (geralmente) uma roda traseira sem inclinação. Os veículos com duas rodas em oscilação traseiras também estão compreendidos na definição, bem como veículos de quatro rodas com pelo menos um par de rodas de inclinação.
[003] A principal característica dos veículos com rodas de inclinação acima mencionados é que as (pelo menos duas) rodas de inclinação são capazes de inclinar lateralmente graças à presença de um denominado sistema de inclinação das rodas acopladas no mesmo eixo (em geral, porém como dito não exclusivamente, as rodas dianteiras).
[004] Veículos com rodas de inclinação (a seguir também chamados de “veículos de inclinação”) são equipados geralmente com um dispositivo de travamento de inclinação que pode ser ativado pelo condutor de acordo com as necessidades e/ou circunstâncias.
[005] Em particular, dispositivos e/ou sistemas são conhecidos em que o bloqueio de inclinação pode ser ativado pelo condutor, por meio de um comutador, em velocidades abaixo de um limite estabelecido pelas especificações do veículo (e, portanto, pelo fabricante), geralmente igual a alguns km por hora, onde a trava de inclinação desengata automaticamente quando o condutor abre primeiramente o acelerador.
[006] Os dispositivos e/ou sistemas de bloqueio de inclinação, de acordo com estado da técnica resumidos brevemente acima, embora apreciáveis a partir de pontos de vista diferentes tais como implementação e custos substancialmente contidos, têm, entretanto, problemas e/ou desvantagens que a presente invenção tem como objetivo resolver e superar, respectivamente.
[007] Um primeiro problema ou desvantagem se refere ao fato de que quando o veículo permanece no limite de velocidade no qual o bloqueio é permitido, e com o sistema de inclinação bloqueado (nomeadamente, quando a inclinação é evitada, porém o veículo ainda se move), o veículo pode bater em um buraco ou uma irregularidade (infelizmente, tais situações são frequentes devido a superfícies de estradas irregulares), mas também uma tampa de esgoto ou em qualquer caso uma diferença em altura, de modo a causar um desequilíbrio lateral (à direita ou esquerda, respectivamente) do veículo com relação ao plano vertical enquanto permanece na condição de inclinação travada até que a velocidade de liberação seja atingida (no caso de dispositivos de travamento automático) ou até a liberação manual da trava de oscilação, normalmente por meio de um botão no guidão (no caso de dispositivos onde o bloqueio pode ser ativado ou desativado manualmente).
[008] Nesses casos, há um risco de que no reinício, com a liberação consequente da inclinação, o condutor esteja em dificuldade séria porque o veículo, que não está perfeitamente vertical durante a fase de “recuperação” com aumento progressivo em velocidade, tende a cair para os lados, em que para neutralizar o desequilíbrio o condutor é forçado a intervir na direção com uma manobra que inevitavelmente causa uma alteração de trajetória, com o risco de colisão com outros veículos.
[009] Além disso, em termos gerais, uma desvantagem adicional se refere ao fato de que no evento de irregularidade (fosso, tampa de bueiro etc.), voltado para um obstáculo com um veículo que tem o sistema de inclinação travado pode causar também capotagem lateral do mesmo com as consequências resultantes para o veículo, condutor e qualquer passageiro, bem como para pessoas ou coisas que estejam próximas. Sumário da invenção
[010] A finalidade da presente invenção é, portanto, fornecer uma solução que permita superar de modo eficaz e confiável os problemas e/ou desvantagens resumidas acima com referência a dispositivos e/ou sistemas de bloqueio de inclinação de acordo com o estado da técnica.
[011] Em particular, a finalidade principal da presente invenção não é fornecer um dispositivo de bloqueio e desbloqueio de inclinação (e, portanto, do tipo ligar-desligar) mas ao invés um dispositivo que permita controle inteligente e manipulação da inclinação.
[012] Uma finalidade adicional da presente invenção é, portanto, fornecer um dispositivo ou sistema através do qual seja possível controlar e gerenciar de modo inteligente o movimento da suspensão, desse modo assegurando a manutenção da verticalidade do veículo de inclinação em deslocamento em baixa velocidade e em paradas temporárias.
[013] Em particular, dentre as finalidades da presente invenção está aquela de manter o veículo em uma posição substancialmente vertical automaticamente, sem exigir que o condutor coloque seus pés no solo para manter o equilíbrio, e independente das condições do solo e da superfície de estrada, em particular em “modo Quad” (vide a seguinte descrição).
[014] De acordo com a presente invenção, também é possível ajustar o ângulo de inclinação (orientação) do veículo em condições de condução normal por controlar o movimento da suspensão, a partir de velocidades baixa para alta, desse modo controlando e assegurando estabilidade, e portanto, evitando derrapagens perigosas.
[015] Em particular, uma finalidade adicional da presente invenção é fornecer um dispositivo e/ou um sistema que permite: - assegurar a manutenção automática da verticalidade de veículos com três ou mais rodas na condição operacional definida como o “modo quad”, em que o usuário normalmente coloca seus pés no solo, nomeadamente, ao conduzir em velocidade reduzida e em parada temporária em geral (semáforo vermelho, parado etc.); - executar e controlar a inclinação dos veículos acima por implementar o ângulo de inclinação ideal de acordo com parâmetros temporários de deslocamento e/ou uso.
[016] Também está compreendido no escopo da presente invenção fornecer um dispositivo do tipo acima mencionado que pode ser implementado em uma ampla gama de veículos e sem exigir modificações substanciais do mesmo, bem como sendo exequível e instalável por meio de operações simples e rápidas, e portanto com baixos custos. Descrição da presente invenção
[017] A presente invenção deriva da consideração geral de acordo com a qual as finalidades acima resumidas podem ser efetivamente obtidas por organizar apropriadamente um circuito hidráulico (ou pneumático), em que uma bomba hidráulica motorizada conectada ao sistema de suspensão hidráulica (ou um compressor elétrico conectado ao sistema de suspensão pneumática), é gerenciado por um software que processa os sinais dos dispositivos colocados no veículo (sensores de velocidade, plataforma inercial, RPM de motor etc.) e que, como uma função dos mesmos, envia o fluido contido no interior da suspensão em uma direção ao invés da outra ou de um cilindro para outro ou vice-versa, também fazendo uso de uma ou mais válvulas solenoides, desse modo assegurando a manutenção da verticalidade do veículo quando estacionário e em baixa velocidade e/ou o controle do ângulo de inclinação do veículo durante as curvas, com um aperfeiçoamento aparente da estabilidade do veículo.
[018] Com base na consideração acima, e a fim de superar as desvantagens dos sistemas de travamento de suspensão conhecidos e/ou obter as finalidades adicionais resumidas acima, a presente invenção refere-se a um sistema hidropneumático inteligente para controlar a inclinação de duas rodas de um veículo, mecanicamente conectado ao chassi do referido veículo por meio de um primeiro braço de fixação de oscilação e de um segundo braço de fixação de oscilação respectivamente, o sistema compreendendo pelo menos um primeiro cilindro e um segundo cilindro adaptados para serem interpostos entre o referido chassi e o referido primeiro braço de fixação de oscilação e o referido segundo braço de fixação de oscilação respectivamente, em que os referidos primeiro e segundo cilindros respectivamente compreendem uma primeira câmara e uma segunda câmara, ambas com volume variável e definidas por um primeiro pistão transladável alojado no referido primeiro cilindro e um segundo pistão transladável alojado no referido segundo cilindro respectivamente, as referidas primeira câmara e segunda câmara contendo um fluido de trabalho (convenientemente, um líquido incompressível), em que a transferência do referido fluido de trabalho a partir da referida primeira câmara para a referida segunda câmara resulta em um aumento do volume da referida segunda câmara enquanto a transferência do referido fluido de trabalho a partir da referida segunda câmara para a referida primeira câmara resulta em um aumento no volume da referida primeira câmara, e em que o referido sistema compreende primeiros meios de conexão que colocam em comunicação fluida a referida primeira câmara e a referida segunda câmara de modo que o referido fluido de trabalho possa ser transferido alternadamente a partir da referida primeira câmara para a referida segunda câmara e a partir da referida segunda câmara para a referida primeira câmara; em que o referido sistema compreende uma bomba elétrica em conexão de fluido com os referidos primeiros meios de conexão, em que o referido sistema compreende ainda uma unidade de controle para o controle elétrico da referida bomba elétrica, e em que a referida unidade é adequada para receber e processar um ou mais parâmetros e controlar eletricamente a referida bomba elétrica como uma função dos referido um ou mais parâmetros, em que portanto o controle elétrico da referida bomba elétrica como uma função dos referidos um ou mais parâmetros resulta na transferência do referido fluido de trabalho, por meio da referida bomba elétrica, a partir da referida primeira câmara para a referida segunda câmara ou a partir da referida segunda câmara para a referida primeira câmara de acordo com os referido um ou mais parâmetros.
[019] De acordo com uma modalidade, o referido sistema compreende uma válvula solenoide em conexão de fluido com os referidos primeiros meios de conexão e a referida bomba elétrica, em que a referida válvula solenoide é eletricamente controlada pela referida unidade de controle e comutável entre uma posição fechada em que evita a transferência do referido fluido de trabalho entre as referidas primeira câmara e segunda câmara e uma ou mais posições de abertura na qual a transferência de fluido entre as referidas primeira câmara e segunda câmara é possível.
[020] De acordo com uma modalidade, o referido sistema compreende segundos meios de conexão por meio dos quais as referidas primeira câmara e segunda câmara são colocadas em comunicação fluida.
[021] De acordo com uma modalidade, o referido sistema compreende uma válvula de três vias e um tanque de fluido de circuito conectado à referida válvula de três vias.
[022] De acordo com uma modalidade, o referido sistema compreende meios de intercepção dispostos ao longo dos referidos segundos meios de conexão e eletricamente controlados, em que os referidos meios de intercepção são comutáveis entre uma posição fechada, na qual as referidas primeira câmara e segunda câmara não são colocadas em comunicação fluida por meio dos referidos segundos meios de conexão, e uma ou mais posições de abertura, nas quais as referidas primeira câmara e segunda câmara são colocadas em comunicação fluida por meio dos referidos segundos meios de conexão.
[023] De acordo com uma modalidade, o referido sistema compreende meios de acúmulo em comunicação fluida com os referidos segundos meios de conexão, onde a transferência do referido fluido de trabalho a partir da referida primeira câmara para dentro da referida segunda câmara e a partir da referida segunda câmara para dentro da referida primeira câmara resulta no acúmulo de pelo menos parte do referido fluido de trabalho nos referidos meios de acúmulo.
[024] De acordo com uma modalidade, os referidos meios de intercepção são interpostos entre os referidos segundos meios de conexão e os referidos meios de acúmulo, em que os referidos meios de intercepção compreendem uma válvula de três vias comutável entre uma primeira posição, na qual as referidas primeira câmara e segunda câmara não são colocadas em comunicação fluida e os referidos meios de acúmulo não são colocados em comunicação fluida com os referidos segundos meios de conexão, uma segunda posição, na qual as referidas primeira câmara e segunda câmara são colocadas em comunicação fluida por meio do referido segundos meios de conexão e os referidos meios de acúmulo não são colocados em comunicação fluida com os referidos segundos meios de conexão, e uma terceira posição, na qual as referidas primeira câmara e segunda câmara são colocadas em comunicação fluida por meio dos referidos segundos meios de conexão e os referidos meios de acúmulo são colocados em comunicação fluida com os referidos segundos meios de conexão.
[025] De acordo com uma modalidade, os referidos meios de intercepção são interpostos entre os referidos segundos meios de conexão e os referidos meios de acúmulo, em que os referidos meios de intercepção compreendem três válvulas de ligar-desligar dispostas em série e mutuamente comutáveis entre uma primeira configuração, na qual as referidas primeira câmara e segunda câmara não são colocadas em comunicação fluida e os referidos meios de acúmulo não são colocados em comunicação fluida com os referidos segundos meios de conexão, uma segunda configuração, na qual as referidas primeira câmara e segunda câmara são colocadas em comunicação fluida por meio dos referidos segundos meios de conexão e os referidos meios de acúmulo não são colocados em comunicação fluida com os referidos segundos meios de conexão,
e uma terceira configuração, em que as referidas primeira câmara e segunda câmara são colocadas em comunicação fluida por meio dos referidos segundos meios de conexão e os referidos meios de acúmulo são colocados em comunicação fluida com os referidos segundos meios de conexão.
[026] De acordo com uma modalidade, os referidos meios de acúmulo são definidos por uma terceira câmara com volume variável limitado por um terceiro pistão transladável alojado em um terceiro cilindro, em que o referido terceiro cilindro compreende uma quarta câmara com volume variável contendo gás compressível e posicionada com relação à referida terceira câmara de modo que o acúmulo do referido fluido de trabalho na referida terceira câmara resulta na expansão da referida terceira câmara e na compressão do referido gás na referida quarta câmara com diminuição consequente em volume da referida quarta câmara.
[027] De acordo com uma modalidade, o referido sistema compreende meios de acúmulo auxiliares em comunicação de fluido com os referidos primeiros meios de conexão, onde a transferência do referido fluido de trabalho a partir da referida primeira câmara para dentro da referida segunda câmara e a partir da referida segunda câmara para dentro da referida primeira câmara resulta no acúmulo de pelo menos parte do referido fluido de trabalho nos referidos meios de acúmulo auxiliares.
[028] De acordo com uma modalidade, os referidos meios de acúmulo auxiliares são definidos por uma quinta câmara e sexta câmara ambas com volume variável e definidas por um quarto pistão transladável alojado em um quarto cilindro e um quinto pistão transladável alojado em um quinto cilindro respectivamente, em que os referidos quarto cilindro e quinto cilindro compreendem uma sétima câmara e uma oitava câmara respectivamente, ambas de volume variável e contendo gás compressível, as referidas sétima câmara e oitava câmara sendo respectivamente posicionadas com relação às referidas quinta câmara e sexta câmara de modo que o acúmulo do referido fluido trabalhando nas referidas quinta câmara e sexta câmara resulta na expansão das referidas quinta câmara e sexta câmara e na compressão do referido gás nas referidas sétima câmara e oitava câmara respectivamente com diminuição consequente em volume das referidas sétima câmara e oitava câmara respectivamente.
[029] A presente invenção refere-se adicionalmente a um veículo com pelo menos duas rodas de inclinação mecanicamente fixadas ao chassi do referido veículo por meio de um primeiro braço de fixação de oscilação e um segundo braço de fixação de oscilação, o referido veículo sendo equipado com um sistema de acordo com uma das modalidades resumidas acima, os referidos primeiro cilindro e segundo cilindro sendo interpostos entre o referido primeiro braço oscilante e o referido chassi e o referido segundo braço oscilante e o referido chassi, respectivamente.
[030] De acordo com uma modalidade, o referido veículo compreende uma pluralidade de sensores e/ou meios de medição para respectivamente detectar e/ou medir parâmetros como velocidade de operação, inclinação do referido chassi, tensões atuando sobre os referidos primeiro braço de fixação e segundo braço de fixação, em que os referidos sensores e/ou meios de medição estão conectados à referida unidade de controle e configurados para comunicar para a referida unidade de controle os resultados das respectivas detecções e/ou medições.
[031] De acordo com uma modalidade, o referido veículo é um veículo de três rodas com duas rodas de inclinação dianteiras dispostas ao longo de um eixo transversal comum.
[032] De acordo com uma modalidade, o referido veículo é um veículo de três rodas com duas rodas de inclinação traseiras dispostas ao longo de um eixo transversal comum.
[033] De acordo com uma modalidade, o referido veículo é um veículo de quatro rodas com duas rodas de inclinação dianteiras e/ou traseiras dispostas ao longo de um eixo transversal comum.
[034] Modalidades possíveis adicionais da presente invenção são definidas pelas reivindicações. Breve descrição dos desenhos
[035] Abaixo, a presente invenção será esclarecida por meio da seguinte descrição detalhada das modalidades representadas nos desenhos. Entretanto, a presente invenção não é limitada às modalidades descritas abaixo e representada nos desenhos; ao contrário, está compreendida no escopo da presente invenção todas aquelas variantes das modalidades descritas abaixo e representadas nos desenhos, que seriam óbvias para técnicos no assunto.
[036] Nos desenhos: - As figuras 1 a 5 mostram vistas esquemáticas de dispositivos ou sistemas de acordo com respectivas modalidades da presente invenção. Descrição detalhada da presente invenção
[037] A presente invenção é particularmente vantajosa quando usada para gerenciar e/ou controlar a suspensão de motocicletas de inclinação, esse sendo o motivo pelo qual a presente invenção será descrita abaixo com referência específica a motocicletas de inclinação com pelo menos duas rodas de inclinação posicionadas ao longo de um eixo comum, por exemplo dianteiro ou traseiro.
[038] As possíveis aplicações da presente invenção não são, entretanto, limitadas a motocicletas do tipo acima mencionado, a presente invenção sendo, ao contrário, aplicável a veículos de inclinação de quatro e mais rodas, por exemplo quadriciclos ou veículos similares.
[039] Por exemplo, a presente invenção pode ser adequadamente interfaceada com uma suspensão hidropneumática que controla a inclinação de veículos com três ou mais rodas, como, por exemplo, uma suspensão do tipo HTS, como descrito na patente EP 2 046 589 pelo requerente.
[040] Em particular, a presente invenção pode ser implementada em veículos de inclinação projetados com carroceria fechada do tipo automotivo, com um aperfeiçoamento em segurança e conforto de condução.
[041] As figuras mostram: duas rodas R1 e R2 de um veículo, mecanicamente fixadas respectivamente em um primeiro braço de fixação oscilante B1 e um segundo braço de fixação oscilante B2, um primeiro cilindro 10 e um segundo cilindro 20 adequados para serem interpostos entre o referido chassi e o referido primeiro braço de fixação oscilante B1 e o referido segundo braço de fixação oscilante B2 respectivamente, em que os referidos primeiro 10 e segundo 20 cilindros compreendem respectivamente uma primeira câmara 101 e uma segunda câmara 202 ambas com volume variável como delimitado respectivamente por um primeiro pistão transladável alojado no primeiro cilindro 10 e um segundo pistão transladável alojado no segundo cilindro 20 (de acordo com métodos substancialmente conhecidos e, portanto não descritos em detalhe por motivos de síntese), as referidas primeira câmara 101 e segunda câmara 202 contendo um fluido de trabalho (convenientemente, um líquido incompressível), por exemplo, óleo hidráulico.
[042] Em particular, na modalidade da figura 1, o sistema de controle de suspensão compreende ainda um cano 23 que coloca a referida primeira câmara 101 e a referida segunda câmara 202 em comunicação fluida, pelo que o referido fluido de trabalho pode ser alternativamente transferido da referida primeira câmara 101 para a referida segunda câmara 202 e da referida segunda câmara
202 para a referida primeira câmara 101; obviamente, a transferência do referido fluido de trabalho a partir da referida primeira câmara 101 para a referida segunda câmara 202 resulta em um aumento no volume da referida segunda câmara 202 com extensão do cilindro 20 (e diminuição no volume da primeira câmara 101, com reentrada do cilindro 10), enquanto a transferência do referido fluido de trabalho a partir da referida segunda câmara 202 para a referida primeira câmara 101 resulta em um aumento no volume da referida primeira câmara 101 com extensão do cilindro 10 (e em uma diminuição no volume da referida segunda câmara 202, com reentrada do cilindro 20).
[043] Como mostrado, o sistema da figura 1 compreende ainda uma bomba elétrica 200 em comunicação fluida com o referido cano 23, a referida bomba elétrica 200 sendo eletricamente controlada por uma unidade de controle (não mostrada nos desenhos), em que a referida unidade é adaptada para receber e processar um ou mais parâmetros e eletricamente controlar a referida bomba elétrica 200 como uma função dos referidos um ou mais parâmetros, pelo que o controle elétrico da referida bomba elétrica 200 como uma função dos referidos um ou mais parâmetros resulta na transferência do referido fluido de trabalho, por meio da referida bomba elétrica, a partir da referida primeira câmara 101 para a referida segunda câmara 202 ou da referida segunda câmara 202 para a referida primeira câmara 101 de acordo com os referidos um ou mais parâmetros.
[044] Como exemplo não limitador, a velocidade do veículo, inclinação, RPM do motor, etc. estão dentre os parâmetros processados pela unidade de controle, em que os referidos parâmetros são detectados e transmitidos para a unidade de controle por sensores (não mostrados nas figuras) dispostos no veículo.
[045] Finalmente, como mostrado na figura 1, as referências 801 e 701 identificam respectivamente um primeiro amortecedor e um segundo amortecedor que definem, respectivamente, por meio de um primeiro pistão de translação e um segundo pistão de translação, uma câmara superior 802 e uma câmara inferior 800 e uma câmara superior 702 e uma câmara inferior 700. Graças à mobilidade dos pistões, todas as câmaras 700, 702, 800 e 802 são de volume variável, ao passo que as câmaras inferiores 700 e 800 estão em comunicação fluida com o cano 23, enquanto as câmaras 702 e 802 são cegas e contêm um fluido compressível, por exemplo, gás. As câmaras inferiores 800 e 700 constituem, portanto, espaços de armazenagem para o fluido incompressível em transferência entre as câmaras 101 e 202.
[046] Portanto, é evidente a partir da descrição anterior que a transferência de fluido de trabalho a partir da primeira câmara 101 para a segunda câmara 202 resulta na extensão do cilindro 20 e em um acúmulo pelo menos parcial do líquido na câmara 700, com expansão da câmara 700 e compressão do referido gás na câmara 702 e consequente diminuição no volume da câmara 702; do mesmo modo, a transferência de fluido de trabalho a partir da câmara 202 para a câmara 101 resulta na extensão do cilindro 10 e em um acúmulo pelo menos parcial do líquido na câmara 800, com expansão da câmara 800 e compressão do referido gás na câmara 802 e consequente diminuição em volume da referida câmara 802.
[047] A modalidade da figura 2 (na qual partes já descritas anteriormente com referência à figura 1 são identificadas pelos mesmos números de referência) difere daquela da figura 1 substancialmente em que o cano 23 é dividido em duas ramificações, em que a ramificação superior 23 conecta as câmaras de acúmulo 700 e 800 e as câmaras 101 e 202, de acordo com os métodos descritos acima, enquanto ao longo da ramificação inferior 400 há uma válvula solenoide 300 adequada para ser comutada de modo a fechar parcial ou totalmente a ramificação inferior 400; desse modo, a eficácia de controlar a posição da suspensão (na prática, de cilindros 10 e 20) é melhorada. Na realidade, a referida válvula solenoide 300 é eletricamente controlada pela unidade de controle e é comutável entre uma posição fechada na qual evita a transferência do referido fluido de trabalho entre as câmaras 101 e 202 e uma ou mais posições abertas nas quais a transferência de fluido entre as referidas câmaras 101 e 202 é possível.
[048] Com essa modalidade, o veículo pode ser conduzido também com o dispositivo desativado graças aos dois cilindros de mola 701 e 802 conectados respectivamente aos cilindros 20 e 10 de modo a atender a condição de elasticidade combinada com a ação de controlar a suspensão implementada pela bomba motorizada 200.
[049] Na realidade, a válvula solenoide 300 fecha parcial ou totalmente a comunicação da ramificação inferior 400 de modo a tornar eficaz a ação de controlar a posição da suspensão, conduzir o veículo sem assistência da bomba motorizada 200 sendo possível quando a válvula solenoide 300 está aberta.
[050] Na modalidade da figura 2a, uma válvula de três vias 3003V operada por meio da unidade de controle é disposta ao longo da ramificação direita (com relação à figura) do cano 23, em particular entre a bomba 200 e a câmara 202. Adicionalmente, em conexão com a válvula de três vias 3003V há um reservatório 900 para o fluido de circuito.
[051] De acordo com essa modalidade, com a válvula de três vias 3003V aberta em direção à bomba 200 e em direção ao reservatório 900 (respectivamente interrompendo a comunicação da ramificação 23) é possível retirar fluido do circuito (em partes substancialmente iguais a partir das câmaras 101 e 202) e acumular o fluido retirado a partir do circuito no reservatório 900, e respectivamente subtrair fluido a partir do reservatório 900 e introduzir o mesmo no circuito (dependendo da direção de rotação da bomba 200).
[052] A retirada de fluido a partir do circuito resulta na diminuição em volume de ambas as câmaras 101 e 202, e portanto no retorno de ambos os cilindros 10 e 20, e portanto, no abaixamento da suspensão inteira.
[053] Ao contrário, a retirada de fluido a partir do reservatório resulta no aumento em volume de ambas as câmaras 101 e 202, e portanto na extensão de ambos os cilindros 10 e 20, e portanto na elevação da suspensão inteira. Quando não há necessidade de alterar a atitude (deixar entrar ou retirar óleo), a válvula 3003V conecta a ramificação 23 por excluir a conexão com o reservatório 900.
[054] Na modalidade da figura 3 (na qual partes componentes já descritas anteriormente com referência a outras figuras são identificadas pelos mesmos números de referência), a válvula solenoide 300 é posicionada ao longo da parte superior 23 do cano, interposta entre a bomba elétrica 300 e uma ramificação do cano 23. Adicionalmente, ao longo da ramificação inferior 400 há uma válvula de três vias 500, que também é colocada em comunicação fluida com um cilindro de acúmulo 601 adicional que, por meio de um pistão transladável alojado no interior do mesmo, define uma câmara (superior) com volume variável 600 para o acúmulo do fluido de trabalho que flui ao longo da ramificação 400, e uma câmara cega (inferior) com volume variável contendo gás.
[055] A válvula de três vias 500 é comutável entre uma primeira posição, na qual as referidas câmaras 101 e 202 não são colocadas em comunicação fluida e a referida câmara 600 não está em comunicação fluida com o referido cano 400, uma segunda posição, na qual as referidas câmaras 101 e 202 são colocadas em comunicação fluida através do referido cano 400 e a referida câmara 600 não está em comunicação fluida com o referido cano 400, e uma terceira posição, na qual as referidas câmaras 101 e 202 são colocadas em comunicação fluida através do referido cano de conexão 400 e a referida câmara de acúmulo 600 está em comunicação fluida com o referido cano de conexão 400.
[056] Com essa modalidade, o veículo também pode ser conduzido com o dispositivo estando desativado e além disso o bloqueio do fluxo para parada prolongada é realizado pela válvula de 3 vias 500 colocada centralmente acima da câmara de mola 600.
[057] Essa modalidade é vantajosa em que se deseja ter um tamanho limitado na área das cabeças dos cilindros hidráulicos 10 e 20, a peculiaridade dessa configuração consistindo na possibilidade de utilizar bombas motorizadas menores uma vez que o fechamento da ramificação de desvio 400 permite que a bomba 200 seja mais eficaz.
[058] A válvula solenoide 300 adjacente à bomba motorizada 200 é do tipo normalmente fechada de modo que em descanso pode fechar a passagem de fluido entre os cilindros 10 e 20, o fluxo sendo mecanicamente regulado por meio da válvula de 3 vias 500 que está fechada quando o veículo vai ficar estacionado por um longo tempo.
[059] A válvula solenoide 300, nesse modo de conexão, é aberta somente durante a condução de “modo Quad”, com uma lógica gerenciada pela unidade de controle.
[060] A válvula de 3 vias 500 para bloquear o fluxo para parada prolongada pode ser controlada por um servo motor de acordo com o gerenciamento de lógica da unidade de controle, portanto, pode ser parcialmente fechada, fechada e então aberta, retida em uma posição intermediária entre aberta e fechada para tornar a verticalização e ação de amortecimento mais eficaz.
[061] A modalidade da figura 4 difere daquela da figura 3 em que na modalidade da figura 4 há duas válvulas 300 interpostas uma entre o cilindro 10 e o ajuste RA1 entre a ramificação de desvio 400 e a ramificação principal 23 do cano de conexão, e a outra entre o cilindro 20 e o ajuste RA2 entre a ramificação de desvio 400 e a ramificação principal 23 do cano de conexão.
[062] Com essa modalidade, o veículo pode ser também conduzido com o dispositivo estando desativado.
[063] Na realidade, como pode ser visto a partir da figura 4, as duas válvulas 300 param o fluxo de óleo entre as câmaras 101 e 202 a fim de assegurar o bloqueio do sistema para parada prolongada. A unidade de controle processa todos os sinais vindos dos vários sensores localizados no veículo e transmite para a bomba motorizada 200 o comando para bombear o fluido em uma direção ao invés de na outra ou não ativar a si própria.
[064] Os canos 23 e 400 são também calibrados adequadamente de modo a tornar eficaz a operação em que em particular a bomba motorizada 200 cria uma pressão na ramificação do cano correspondendo à ramificação de fornecimento, a ramificação de fornecimento é conectada aos cilindros 10 e 20 respectivos que são submetidos ao fluxo de óleo e consequentemente estende, o mesmo cilindro sendo conectado ao sistema de mola central (os cilindros 701 e 801 da figura 1).
[065] Desse modo, duas condições são atendidas: A primeira é que a pressão gerada pela bomba motorizada 200 é tal de modo a transmitir para o cilindro que é conectado à ramificação de fornecimento, força suficiente para verticalizar o veículo (sendo a parte móvel inferior do cilindro fixada na unidade de suspensão de roda) e desse modo determina a posição do mesmo com relação ao veículo, a parte superior do cilindro é, ao invés, conectada ao chassi do veículo. A segunda condição que é atendida é que a elasticidade da suspensão é assegurada e consequentemente aquela do veículo também no modo Quad. Na realidade, a ramificação do cano 400 chamada desvio que conecta a câmara de mola 600 aos cilindros 10 e 20 permanece aberta mesmo quando a bomba motorizada 200 está operando, mantendo os cilindros 10 e 20 em comunicação com o cilindro de mola 601, desse modo assegurando a elasticidade da suspensão também no “modo Quad”, isto é, quando a bomba motorizada 200 envia óleo para a ramificação direita ao invés de para a ramificação esquerda a fim de manter o veículo em equilíbrio; uma calibragem apropriada dos canos 23 que conectam a bomba motorizada 200 aos cilindros 10 e 20 e da seção do cano de desvio 400 tornam a operação em modo Quad da suspensão macia e eficaz.
[066] Vantagens adicionais da modalidade da figura 4 são destacadas na figura 4a.
[067] A figura 4a representa na realidade uma condição de “modo Quad” na qual o veículo é mantido em uma posição vertical graças à intervenção da bomba motorizada 200 controlada pela unidade de controle; especificamente, quando o veículo encontra uma condição de solo irregular, a bomba motorizada 200 move o líquido contido na suspensão a partir de um cilindro para o outro (de 10 para 20 no caso mostrado) e consequentemente a posição das rodas R1 e/ou R2 do veículo, que se adaptam às condições da superfície da estrada, varia.
[068] A modalidade da figura 5 difere daquela das figuras 3 e 4 em que, na modalidade da figura 5, a válvula de 3 vias 500 da figura 3, e as válvulas 300 da figura 4 são substituídas por 3 válvulas 501, 502 e 503 dispostas em série ao longo da ramificação de desvio 400, em que a válvula central 502 é colocada em correspondência com a câmara de acúmulo 600 do cilindro de mola 601. A válvula 300 é ao invés de disposta ao longo da ramificação principal 23 adjacente à bomba 200, em que a válvula 300 é utilizada em modos correspondendo àqueles descritos com referência a outras figuras, por exemplo, com referência à figura 3.
[069] As três válvulas de ligar-desligar 501, 502, 503 são dispostas em série como referidas acima e são mutuamente comutáveis entre uma primeira configuração, na qual as câmaras 101 e 202 não são colocadas em comunicação fluida e a câmara de acúmulo 600 não é colocada em comunicação fluida com a ramificação de desvio 400, uma segunda configuração, na qual as referidas câmaras 101 e 202 são colocadas em comunicação fluida através da ramificação de desvio 400 e a câmara de acúmulo 600 não é colocada em comunicação fluida com a ramificação de desvio 400 e uma terceira configuração, na qual as referidas câmaras 101 e 202 são colocadas em comunicação fluida através da ramificação de desvio 400 e a referida câmara de acúmulo 600 é colocada em comunicação fluida com a ramificação de desvio 400.
[070] Com essa modalidade, o veículo pode ser também conduzido com o dispositivo desativado.
[071] Nessa configuração, na realidade, as válvulas solenoides 501, 502 e 503, controladas pela unidade de controle, permitem o ajuste apropriado do fluxo de óleo que a bomba motorizada 200 cria no circuito hidráulico, as válvulas solenoides sendo do tipo ligar-desligar ou progressivas.
[072] Também nesse caso há a possibilidade de utilizar bombas motorizadas menores uma vez que o fechamento da ramificação de desvio 400 permite que a bomba 200 seja mais eficaz.
[073] O efeito de elasticidade do sistema, nesse caso, é totalmente controlado pelo sistema de unidade de controle que regula a comunicação entre as câmaras 101 e 202 dos cilindros 10 e 20 respectivamente e a câmara de acúmulo 600 do cilindro de mola 601 de acordo com a lógica da unidade de controle, em que a abertura parcial ou total das válvulas solenoides 501, 502 e 503 é ajustada de acordo com a exigência de prioridade: elasticidade ao invés de verticalização e vice-versa.
[074] A abertura, fechamento ou fechamento parcial das válvulas solenoides são gerenciados separadamente pela unidade de controle a fim de ter a possibilidade de ligar uma ramificação, ambas as ramificações ou nenhuma ramificação da suspensão ao amortecedor central 601.
[075] Para parada prolongada, a válvula 502 é ajustada na câmara de elasticidade 600.
[076] Foi, portanto, demonstrado por meio da descrição detalhada anterior das modalidades da presente invenção representada nos desenhos, que a presente invenção permite obter as finalidades predeterminadas superando as desvantagens do estado da técnica.
[077] Em particular, através da presente invenção uma solução é tornada disponível que permite o gerenciamento inteligente da suspensão de um veículo, em particular de um veículo de inclinação, em que a presente invenção permite o gerenciamento inteligente de ambas as funções de verticalização e elasticidade do veículo.
[078] Em particular, a presente invenção permite que o veículo seja mantido em uma posição substancialmente vertical automaticamente, sem exigir que o condutor ponha seus pés no solo para manter equilíbrio, e independente das condições do solo e superfície da estrada, em particular no “modo Quad” (vide a descrição acima).
[079] Por meio do sistema de acordo com a presente invenção, por controlar o movimento da suspensão também é possível ajustar o ângulo de inclinação (orientação) do veículo em condições de condução normal, a partir de velocidades baixa para alta, desse modo controlando e assegurando estabilidade e, portanto evitando derrapagens perigosas.
[080] Em particular, através da presente invenção um dispositivo e/ou um sistema é tornado disponível que permite: - assegurar a manutenção automática da verticalidade de veículos com três ou mais rodas na condição de uso definida como o “modo quad”, em que o usuário normalmente utiliza seus pés no solo, isto é, ao conduzir em velocidade reduzida e em parada temporária em geral (semáforo vermelho, parar etc.); - executar e controlar a inclinação dos veículos acima por implementar o ângulo de inclinação ideal de acordo com os parâmetros de deslocamento e/ou uso.
[081] Adicionalmente, o dispositivo ou sistema de acordo com a presente invenção pode ser implementado em uma ampla gama de veículos e sem exigir modificações substanciais nos mesmos, bem como fabricável e instalável por meio de operações simples e rápidas, e portanto em baixos custos.
[082] Embora a presente invenção tenha sido clarificada acima por descrição detalhada das modalidades representadas nos desenhos, a presente invenção não é limitada às modalidades descritas acima e representadas nos desenhos. Ao contrário, todas essas modificações e/ou variações de construção das modalidades descritas acima e representadas no desenho, que serão evidentes para técnicos no assunto, estão compreendidas no escopo da presente invenção.
[083] O escopo da presente invenção é, portanto, definido pelas reivindicações.
Claims (15)
1. Um sistema para controlar a inclinação de duas rodas de um veículo, mecanicamente conectado ao chassi do referido veículo por meio de um primeiro braço de fixação oscilante (B1) e de um segundo braço de fixação oscilante (B2) respectivamente, o sistema incluindo pelo menos um primeiro cilindro (10) e um segundo cilindro (20) adequados para serem interpostos entre o referido chassi e o referido primeiro braço de fixação oscilante (B1) e o referido segundo braço de fixação oscilante (B2) respectivamente, em que os referidos primeiro (10) e segundo (20) cilindros incluem respectivamente uma primeira câmara (101) e uma segunda câmara (202) ambas com volume variável e contendo um fluido de trabalho, em que a transferência do referido fluido de trabalho a partir da referida primeira câmara (101) para a referida segunda câmara (202) resulta em um aumento no volume da referida segunda câmara (202) enquanto a transferência do referido fluido de trabalho a partir da referida segunda câmara (202) para a referida primeira câmara (101) resulta em um aumento no volume da referida primeira câmara (101), e em que o referido sistema compreende primeiros meios de conexão (23) que conectam a referida primeira câmara (101) e a referida segunda câmara (202) de modo que o referido fluido de trabalho possa ser transferido alternadamente da referida primeira câmara (101) para a referida segunda câmara (202) e da referida segunda câmara (202) para a referida primeira câmara (101); caracterizado pelo fato de que o referido sistema inclui uma bomba elétrica (200) em conexão com os referidos primeiros meios de conexão (23), em que o referido sistema também inclui uma unidade de controle para o controle elétrico da referida bomba elétrica (200), e em que a referida unidade de controle é adaptada para receber e processar um ou mais parâmetros e controlar eletricamente a referida bomba elétrica (200) como uma função dos referidos um ou mais parâmetros, em que o controle elétrico da referida bomba elétrica (200) como uma função dos referidos um ou mais parâmetros resulta na transferência do referido fluido de trabalho, por meio da referida bomba elétrica (200), a partir da referida primeira câmara (101) para a referida segunda câmara (202) ou da referida segunda câmara (202) para a referida primeira câmara (101) como uma função dos referidos um ou mais parâmetros.
2. Um sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido sistema inclui uma válvula solenoide (300) em comunicação fluida com os referidos primeiros meios de conexão (23) e a referida bomba elétrica (200), em que a referida válvula solenoide (300) é eletricamente controlada pela referida unidade de controle e comutável entre uma posição fechada, em que evita a transferência do referido fluido de trabalho entre as referidas primeira câmara (101) e segunda câmara (202), e uma ou mais posições abertas, em que a transferência de fluido entre as referidas primeira câmara (101) e segunda câmara (202) é possível.
3. Um sistema de inclinação de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que inclui segundos meios de conexão (400) por meio do qual as referidas primeira câmara (101) e segunda câmara (202) são colocadas em comunicação fluida.
4. Um sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o referido sistema inclui meios de intercepção (500) dispostos ao longo dos referidos segundos meios de conexão (400) e em que os referidos meios de intercepção (500) são comutáveis entre uma posição fechada, na qual as referidas primeira câmara (101) e segunda câmara (202) não estão em comunicação fluida através dos referidos segundos meios de conexão (400), e uma ou mais posições abertas, nas quais as referidas primeira câmara (101) e segunda câmara (202) estão em comunicação fluida através dos referidos segundos meios de conexão (400).
5. Um sistema de acordo com uma das reivindicações 3 a 4, caracterizado pelo fato de que o referido sistema inclui meios de acúmulo (600) em comunicação fluida com os referidos segundos meios de conexão (400), e em que a transferência do referido fluido de trabalho a partir da referida primeira câmara (101) para dentro da referida segunda câmara (202) e a partir da referida segunda câmara (202) para dentro da referida primeira câmara (101) resulta no acúmulo de pelo menos parte do referido fluido de trabalho nos referidos meios de acúmulo (600).
6. Um sistema de acordo com as reivindicações 4 e 5, caracterizado pelo fato de que os referidos meios de intercepção (500) são colocados entre os referidos segundos meios de conexão (400) e os referidos meios de acúmulo (600), e em que os referidos meios de intercepção (500) incluem uma válvula de três vias comutável entre uma primeira posição, na qual as referidas primeira câmara (101) e segunda câmara (202) não estão em comunicação fluida e os referidos meios de acúmulo (600) não estão em comunicação fluida com os referidos segundos meios de conexão (400), e uma segunda posição, na qual as referidas primeira câmara (101) e segunda câmara (202) estão em comunicação fluida através dos referidos segundos meios de conexão (400) e os referidos meios de acúmulo (600) estão em comunicação fluida com os referidos segundos meios de conexão (400).
7. Um sistema de acordo com as reivindicações 4 e 5, caracterizado pelo fato de que os referidos meios de intercepção (500) estão interpostos entre os referidos segundos meios de conexão (400) e os referidos meios de acúmulo (600), e em que os referidos meios de intercepção (500) compreendem três válvulas de ligar-desligar (501, 502, 503) dispostas em série e reciprocamente comutáveis entre uma primeira configuração, em que as referidas primeira câmara (101) e segunda câmara (202) não estão em comunicação fluida e os referidos meios de acúmulo (600) não são conectados com os referidos segundos meios de conexão (400), e uma segunda configuração, em que as referidas primeira câmara (101) e segunda câmara (202) estão em comunicação fluida através dos referidos segundos meios de conexão (400) e os referidos meios de acúmulo (600) estão em comunicação fluida com os referidos segundos meios de conexão (400).
8. Um sistema de acordo com uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pelo fato de que os referidos meios de acúmulo (600) são definidos por uma terceira câmara com volume variável (600) de um terceiro cilindro (601), e em que o referido terceiro cilindro (601) inclui uma quarta câmara com volume variável (602) contendo gás compressível e posicionado com relação à referida terceira câmara (600) de tal modo que o acúmulo do referido fluido de trabalho na referida terceira câmara (600) resulta na expansão da referida terceira câmara (600) e na compressão do referido gás na referida quarta câmara (602) com diminuição consequente de volume da referida quarta câmara (602).
9. Um sistema de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o referido sistema inclui meios de acúmulo auxiliares (700, 800) em comunicação fluida com os referidos primeiros meios de conexão (23), e em que a transferência do referido fluido de trabalho a partir da referida primeira câmara (101) para dentro da referida segunda câmara (202) e a partir da referida segunda câmara (202) para dentro da referida primeira câmara (101) resulta no acúmulo de pelo menos parte do referido fluido de trabalho nos referidos meios de acúmulo auxiliares (700).
10. Um sistema de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que os referidos meios de acúmulo auxiliares (700) são definidos por uma quinta câmara (700) e uma sexta câmara (800) ambas de volume variável e pertencendo a um quarto cilindro (701) e um quinto cilindro (801) respectivamente, e em que os referidos quarto cilindro (701) e quinto cilindro (801) compreendem uma sétima câmara (702) e uma oitava câmara (802) respectivamente, ambas de volume variável e contendo gás compressível, as referidas sétima câmara (702) e oitava câmara (802) sendo posicionadas com relação às referidas quinta câmara (700) e sexta câmara (800) respectivamente de tal modo que o acúmulo do referido fluido de trabalho nas referidas quinta câmara (700) e sexta câmara (800) resulta na expansão das referidas quinta câmara (700) e sexta câmara (800) e na compressão do referido gás nas referidas sétima câmara (702) e oitava câmara (802) respectivamente, com uma diminuição consequente em volume das referidas sétima câmara (702) e oitava câmara (802).
11. Um veículo com pelo menos duas rodas de inclinação (R1, R2) mecanicamente fixadas ao chassi do referido veículo por meio de um primeiro braço oscilante (B1) e de um segundo braço oscilante (B2) respectivamente, o referido veículo sendo caracterizado pelo fato de que inclui um sistema de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, os referidos primeiro cilindro (10) e segundo cilindro (20) sendo interpostos entre o referido primeiro braço oscilante (B1) e o referido chassi e o referido segundo braço oscilante (B2) e o referido chassi respectivamente.
12. Um veículo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que inclui uma pluralidade de sensores e/ou meios de medição para respectivamente detectar e/ou medir parâmetros como velocidade de operação, inclinação do referido chassi, tensões que atuam sobre os referidos primeiro braço de fixação (B1) e segundo braço de fixação (B2), e em que os referidos sensores e/ou meios de medição são conectados à referida unidade de controle e configurados para comunicar para a referida unidade de controle os resultados das respectivas detecções e/ou medições.
13. Um veículo de acordo com uma das reivindicações 11 a 12, caracterizado pelo fato de que o referido veículo é um veículo de três rodas com duas rodas dianteiras (R1, R2) inclinadas ao longo de um eixo transversal comum.
14. Um veículo de acordo com uma das reivindicações 11 a 12, caracterizado pelo fato de que o referido veículo é um veículo de três rodas com duas rodas de inclinação traseiras (R1, R2) dispostas ao longo de um eixo transversal comum.
15. Um veículo de acordo com uma das reivindicações 11 a 12, caracterizado pelo fato de que o referido veículo é um veículo de quatro rodas com duas rodas de inclinação dianteiras e/ou traseiras (R1, R2) dispostas ao longo de um eixo transversal comum.
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