ES2315965T3 - Modulo de basculamiento de suspension para vehiculos con ruedas y a unvehiculo con ruedas equipado con dicho modulo de basculamiento de suspension. - Google Patents
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Abstract
Un módulo de basculamiento de suspensión (1) para un vehículo con ruedas (200) incluyendo al menos dos ruedas (2, 3) dispuestas en un eje común, incluyendo dicho módulo un sistema de suspensión adaptado para soportar dichas al menos dos ruedas permitiendo el basculamiento de dichas al menos dos ruedas, incluyendo dicho módulo un bastidor rígido (17) adaptado para fijarse firmemente al chasis de dicho vehículo (200) y soportar pivotantemente un brazo basculante (14), incluyendo además dicho módulo medios de accionamiento hidráulico (101, 102) interpuestos pivotantemente entre dicho bastidor rígido (17) y dicho brazo basculante (14), de modo que el accionamiento de dichos medios de accionamiento hidráulico de lugar a que se ejerza una fuerza en dicho brazo basculante (14) y basculándose dicho bastidor rígido (17) conjuntamente con dichas al menos dos ruedas, caracterizado porque dicho brazo basculante (14) incluye al menos una primera y una segunda porción de brazo (14l, 14r) y porque dichos medios de accionamiento hidráulico incluyen al menos un primer accionador hidráulico (102) adaptado para ejercer una fuerza en dicha primera porción de brazo (14l), y un segundo accionador hidráulico (101) adaptado para ejercer una fuerza en dicha segunda porción de brazo (14r).
Description
Módulo de basculamiento de suspensión para
vehículos con ruedas y a un vehículo con ruedas equipado con dicho
módulo de basculamiento de suspensión.
La presente invención se refiere al campo de las
aplicaciones automovilísticas. En particular, la presente invención
se refiere a un módulo de basculamiento de suspensión para vehículos
con ruedas y a un vehículo con ruedas equipado con dicho módulo de
basculamiento de suspensión. Con más detalle, la presente invención
se refiere a un módulo de basculamiento de suspensión que permite
que al menos dos ruedas de un vehículo dispuestas en un eje común
basculen conjuntamente con toda la carrocería del vehículo. Con más
detalle aún, la presente invención se refiere a un módulo de
basculamiento de suspensión que permite el basculamiento y el
desplazamiento vertical de dichas dos ruedas. Además, la presente
invención se refiere a un módulo de basculamiento de suspensión que
permite absorber adecuadamente los choques a los que se someten una
o ambas de dichas ruedas, por ejemplo, cuando una o ambas de dichas
ruedas pasa por un bache. Con más detalle aún, la presente invención
se refiere a un módulo de basculamiento de suspensión equipado con
medios de accionamiento hidráulico adaptados para proporcionar el
par necesario para la función de basculamiento. Finalmente, la
presente invención se refiere a un módulo de basculamiento equipado
con medios de accionamiento hidráulico que ejercen un par en un
brazo basculante conectado pivotantemente a un bastidor rígido que,
a su vez, está adaptado para fijarse firmemente al chasis del
vehículo.
En los últimos años, ha aumentado el interés por
vehículos con configuraciones innovadoras debido al número
creciente de vehículos y los problemas relacionados de congestión
del tráfico y contaminación. Dichos vehículos son generalmente de
poco peso y tamaño pequeño para minimizar los problemas de
aparcamiento y reducir las pérdidas debido a la resistencia a la
rodadura y la resistencia aerodinámica al arrastre. En particular,
el tamaño de estos vehículos se diseña normalmente para una o dos
personas, permitiendo así la movilidad personal; además, el tamaño
pequeño y poco peso de estos vehículos permite reducir la potencia
del motor y, consiguientemente, las emisiones, sin poner en peligro
las prestaciones. En particular, en los últimos años, los
fabricantes de automóviles han dedicado muchos esfuerzos al
desarrollo de los denominados vehículos basculantes, a saber, de
vehículos donde todo o parte del vehículo se inclina hacia dentro
durante el viraje de modo que la resultante de la gravedad y las
fuerzas centrífugas se mantenga orientada a lo largo del eje
vertical de la carrocería del vehículo. En otros términos, los
vehículos basculantes se caracterizan por la capacidad de inclinarse
al lado como una motocicleta. Consiguientemente, se puede evitar el
vuelco aunque la batalla del vehículo basculante sea estrecha con
respecto a la de los vehículos convencionales.
En el pasado se propusieron varios vehículos
basculantes con tres o más ruedas. En algunos vehículos de tres
ruedas, el basculamiento es impartido a la carrocería y la rueda
central mientras que el eje con dos ruedas no bascula. Por el
contrario, en otros casos, se prefiere la solución en la que todas
las ruedas basculan con la carrocería, dado que esta solución
permite obtener mejores prestaciones con relación a la dinámica del
vehículo.
Se puede ver ejemplos de vehículos basculantes
en los documentos GB231083A, US2260102A, DE197174 BC y DE19619644C,
donde GB 231083 A forma la técnica anterior más próxima según el
preámbulo de la reivindicación 1.
Sin embargo, a pesar de todas las ventajas que
ofrecen los vehículos basculantes, el desarrollo adicional de estos
vehículos ha revelado que todavía hay que resolver y/o superar
varios problemas. Los vehículos basculantes conocidos en la técnica
se pueden clasificar esencialmente en dos categorías, a saber,
vehículos con basculamiento manual y vehículos donde la función de
basculamiento se lleva a cabo por medios adecuados de accionamiento
movidos por un sistema de control. En los vehículos basculantes
"manuales", la orden de basculamiento al sistema de suspensión
la da el conductor; por el contrario, en el caso de los medios de
accionamiento, la función de basculamiento es explotada por
accionadores basculantes después de una orden del conductor y/o bajo
el control de un sistema de control adaptado para recoger
información o datos relativos a las condiciones de conducción y/o
el comportamiento del vehículo y para generar órdenes
correspondientes que posteriormente son enviadas a los
accionadores. En particular, los vehículos de basculamiento
"activo" incluyen generalmente un módulo de basculamiento de
suspensión y/o un sistema donde elementos de suspensión móviles
están conectados a un accionador basculante de modo que el
movimiento del accionador basculante controle la cantidad de
basculamiento impuesto al vehículo. Además, un sistema de control
envía órdenes al accionador basculante, generándose dichas órdenes
en función de la información relativa a la condición de conducción
y/o el comportamiento del vehículo recogida por dicho sistema de
control.
Sin embargo, proporcionar medios de
accionamiento basculante y/o dispositivos adaptados para llevar a la
práctica adecuadamente la función de basculamiento ha demostrado
ser una tarea muy difícil. Por esta razón, se han propuesto varios
medios de accionamiento en la técnica anterior. Por ejemplo, se han
propuesto medios de accionamiento electromecánicos basados
esencialmente en motores eléctricos mecánicamente acoplados a un
mecanismo de basculamiento por medio de medios mecánicos de
transmisión tal como, por ejemplo, correas de transmisión,
interpuestos mecánicamente entre uno o más motores eléctricos y un
engranaje reductor. En este caso, el par de basculamiento puede ser
controlado fácilmente controlando la corriente eléctrica
suministrada al motor eléctrico mientras que la caja de engranajes
mecánicos se usa para amplificar la salida del par motor.
Aunque los medios de accionamiento
electromecánico ofrecen ventajas evidentes, hay que observar que
dichos medios de accionamiento electromecánico todavía tienen
varios inconvenientes. Por ejemplo, cuando se requiere una relación
de reducción grande entre el desplazamiento rotacional del motor
eléctrico y el desplazamiento rotacional del engranaje reductor,
las dimensiones generales y el volumen de dicho engranaje reductor
aumentan drásticamente, de modo que es difícil colocar
convenientemente dicho engranaje reductor dentro del vehículo.
Consiguientemente, es difícil obtener una disposición conveniente
del vehículo. Además, debido al enlace mecánico entre el motor
eléctrico y el mecanismo de basculamiento, el motor eléctrico y la
caja de engranajes reductores se tienen que colocar cerca del
mecanismo de basculamiento, dando lugar a que el ángulo de
basculamiento total permisible sea limitado y/o reducido, de modo
que, en algunos casos, la función de basculamiento puede no ser tan
satisfactoria según sea preciso. Además, otro inconveniente que
afecta a los vehículos basculantes equipados con un sistema de
basculamiento electromecánico se refiere al hecho de que la masa y
el peso generales del vehículo aumentan drásticamente, dando lugar
a que la función de basculamiento se ralentice de modo que el
vehículo no se bascule tan rápidamente como sea preciso, con los
correspondientes problemas que surgen, por ejemplo, en el caso de
situaciones de emergencia. Además, se produce un rozamiento en la
caja de engranajes mecánicos reductores, dando lugar a que se
reduzca la eficiencia de los medios de accionamiento y a que se
requieran motores eléctricos con mayores prestaciones (y, por lo
tanto, con mayores dimensiones generales y peso). Además, la
transmisión mecánica puede generar ruido y/o vibraciones dando lugar
a una menor comodidad de conducción del conductor. Finalmente,
debido a las dimensiones generales y peso de los medios de
accionamiento electromecánico conocidos, es imposible proporcionar
medios de accionamiento de emergencia adaptados para proporcionar
el necesario par de accionamiento en el caso de fallo de los medios
de accionamiento principales, de modo que el vehículo ya no se
comporta como un vehículo basculante, por ejemplo en el caso en que
se interrumpe el suministro de corriente eléctrica a los motores
eléctricos. Finalmente, se necesitan operaciones regulares de
inspección y/o mantenimiento al objeto de verificar las
transmisiones mecánicas, dando lugar así a mayores costos generales
de mantenimiento del vehículo.
Consiguientemente, en vista de los problemas y/o
inconvenientes antes identificados, sería altamente conveniente
proporcionar un módulo de basculamiento de suspensión que permita
superar los inconvenientes que afectan a las soluciones de
basculamiento de la técnica anterior. En particular, un objeto de la
presente invención es proporcionar un módulo de basculamiento de
suspensión para un vehículo con ruedas que permite superar los
problemas que afectan a los módulos y/o sistemas de basculamiento de
la técnica anterior del tipo equipado con medios de accionamiento
electromecánico. Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un módulo de basculamiento de suspensión equipado con
medios de accionamiento que no requieren ninguna articulación
mecánica entre la fuente de potencia que proporciona el par de
basculamiento y el mecanismo de basculamiento. Otro objeto de la
presente invención es proporcionar un módulo de basculamiento de
suspensión equipado con medios de accionamiento incluyendo una
fuente de potencia adaptada para proporcionar el par de
basculamiento donde dicha fuente de potencia se puede colocar y/o
disponer a cierta distancia del módulo de suspensión, permitiendo
así mejorar la disposición general del vehículo que implementa este
módulo de basculamiento de suspensión. Otro objeto de la presente
invención es proporcionar un módulo de basculamiento de suspensión
equipado con medios de accionamiento con reducidas dimensiones
generales y peso, en particular, con dimensiones generales y peso
que son menores que los de los medios de accionamiento
electromecánico. Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un módulo de basculamiento de suspensión equipado con
medios de accionamiento que generan un rozamiento reducido, en
particular un rozamiento que es menor que el que surge en el caso de
medios de accionamiento electromecánico. Otro objeto de la presente
invención es proporcionar un módulo de basculamiento de suspensión
equipado con medios de accionamiento que permite que dicho módulo de
basculamiento de suspensión se transforme en un módulo de
basculamiento de suspensión accionado manualmente. Además, otro
objeto de la presente invención es proporcionar un módulo de
basculamiento de suspensión equipado con un sistema de
accionamiento redundante, a saber, un sistema de accionamiento
incluyendo medios de accionamiento principales y medios de
accionamiento de emergencia, donde dichos medios de accionamiento de
emergencia pueden empezar a trabajar en el caso de fallo de los
medios de accionamiento principales. Otro objeto de la presente
invención es proporcionar un módulo de basculamiento de suspensión
equipado con medios de accionamiento activos de reducida dimensión,
complejidad y peso y adaptados para trabajar no solamente para
frenar el sistema de basculamiento, sino también para llevar a la
práctica activamente la función de basculamiento.
Para ello, según la presente invención, esto se
obtiene proporcionando un módulo de basculamiento de suspensión
equipado con medios de accionamiento hidráulico adaptados para
explotar activamente la función de basculamiento, es decir, medios
de accionamiento hidráulico adaptados para proporcionar el par de
basculamiento necesario para bascular el sistema de suspensión.
En particular, según una primera realización de
la presente invención, se facilita un módulo de basculamiento de
suspensión según la reivindicación 1, a saber, un módulo de
basculamiento de suspensión para un vehículo con ruedas incluyendo
al menos dos ruedas dispuestas en un eje común, incluyendo dicho
módulo un sistema de suspensión adaptado para soportar dichas al
menos dos ruedas permitiendo el basculamiento de dichas al menos
dos ruedas, incluyendo dicho módulo un bastidor rígido adaptado para
fijarse firmemente al chasis de dicho vehículo y soportar
pivotantemente un brazo basculante, incluyendo además dicho módulo
medios de accionamiento hidráulico interpuestos pivotantemente
entre dicho bastidor rígido y dicho brazo basculante, de modo que el
accionamiento de dichos medios de accionamiento hidráulico dé lugar
a que se ejerza una fuerza en dicho brazo basculante y basculándose
dicho bastidor rígido conjuntamente con dichas al menos dos ruedas,
donde dicho brazo basculante incluye al menos una primera y una
segunda porción de brazo y donde dichos medios de accionamiento
hidráulico incluyen al menos un primer accionador hidráulico
adaptado para ejercer una fuerza en dicha primera porción de brazo,
y un segundo adaptador hidráulico adaptado para ejercer una fuerza
en dicha segunda porción de brazo.
Según otra realización de la presente invención,
se facilita un módulo de basculamiento de suspensión según la
reivindicación 54, a saber, un módulo de basculamiento de suspensión
I donde dicho al menos primer accionador hidráulico incluye un
cilindro hidráulico.
Según otra realización de la presente invención,
se facilita un módulo de basculamiento de suspensión según la
reivindicación 9, a saber, un módulo incluyendo además al menos una
bomba hidráulica conectada hidráulicamente a dichos medios de
accionamiento hidráulico.
Según otra realización de la presente invención,
también se facilita un módulo de basculamiento de suspensión según
la reivindicación 11, a saber, un módulo de basculamiento de
suspensión incluyendo además al menos un motor eléctrico adaptado
para accionar dicha al menos única bomba hidráulica.
Según otra realización de la presente invención,
también se facilita un módulo de basculamiento de suspensión según
la reivindicación 14, a saber, un módulo de basculamiento de
suspensión donde dicho brazo basculante está conectado
pivotantemente a un primer amortiguador y un segundo amortiguador a
través de conexiones pivotantes, respectivamente.
Según la presente invención, también se ha
previsto un sistema de conducción de suspensión basculante según la
reivindicación 19, a saber, un sistema de conducción de suspensión
basculante incluyendo un módulo de basculamiento de suspensión
según una de las reivindicaciones 1 a 18 junto con dos ruedas
rotativamente conectadas a dicho módulo.
Según otra realización de la presente invención,
también se facilita un sistema de conducción de suspensión
basculante según la reivindicación 20, a saber, un sistema de
conducción de suspensión basculante incluyendo además al menos una
unidad electrónica de control adaptada para recoger datos relativos
a la condición de conducción y/o el comportamiento de dicho
vehículo y para emitir señales eléctricas como resultado de los
datos recogidos.
Según otra realización de la presente invención,
se facilita un vehículo con ruedas según la reivindicación 24, a
saber, un vehículo incluyendo al menos dos ruedas, estando equipado
dicho vehículo con un sistema de conducción de suspensión
basculante según una de las reivindicaciones 19 a 23.
Otras realizaciones, características o detalles
de la presente invención se definen en las reivindicaciones
dependientes.
A continuación, la descripción se hará con
referencia a los dibujos de realizaciones particulares y/o
preferidas de la presente invención; se ha de indicar, sin embargo,
que la presente invención no se limita a las realizaciones
descritas, sino que las realizaciones descritas solamente se
refieren a ejemplos particulares de la presente invención, cuyo
alcance se define por las reivindicaciones anexas. En particular, en
los dibujos:
La figura 1 se refiere a una vista esquemática
de una primera realización del módulo de basculamiento de suspensión
y el sistema de suspensión basculante según una primera realización
de la presente invención.
La figura 2 se refiere a una vista frontal de la
realización de la presente invención ilustrada en la figura 1.
La figura 3 se refiere a una vista posterior de
la realización de la presente invención ilustrada en la figura
1.
La figura 4 se refiere a una vista esquemática
delantera de la realización de la presente invención ilustrada en
la figura 1 basculado un ángulo predefinido.
La figura 5 se refiere a una vista esquemática
delantera de la realización de la presente invención ilustrada en
la figura 1, que representa el comportamiento de esta realización
cuando una de las ruedas se somete a un desplazamiento vertical.
La figura 6 se refiere a una vista esquemática
de la disposición general eléctrica mecánica e hidráulica de una
realización del módulo de basculamiento de suspensión y el sistema
de suspensión de movimiento basculante según la presente
invención.
La figura 7 se refiere a una vista esquemática
explotada de un vehículo de cuatro ruedas equipado con dos módulos
de basculamiento de suspensión y sistemas de suspensión de
movimiento basculante según la presente invención.
Y la figura 8 se refiere a una vista esquemática
explotada de un vehículo de tres ruedas que implementa un módulo de
basculamiento de suspensión y un sistema de suspensión de movimiento
basculante según la presente invención.
Aunque la presente invención se describe con
referencia a las realizaciones ilustradas en la descripción
detallada siguiente así como en los dibujos, se deberá entender que
la descripción detallada siguiente así como los dibujos no tienen
la finalidad de limitar la presente invención a las realizaciones
particulares ilustrativas descritas, sino más bien que las
realizaciones descritas ilustrativas simplemente ejemplifican los
varios aspectos de la presente invención, cuyo alcance se define
por las reivindicaciones anexas.
Como es evidente por la descripción dado
anteriormente, se entiende que la presente invención es
especialmente ventajosa cuando se usa para aplicaciones en el campo
del automóvil; en particular, se entiende que la presente invención
es especialmente ventajosa cuando se aplica a las ruedas de
dirección de un vehículo. Por esta razón, a continuación se darán
ejemplos en los que se exponen correspondientes realizaciones del
módulo y/o sistema de basculamiento según la presente invención
descrita en combinación con ruedas de dirección. Sin embargo, se ha
de indicar que la presente invención no se limita al caso particular
de un módulo y sistema de basculamiento para ruedas de dirección,
sino que se puede usar en cualquier otra situación en la que dos
ruedas de un vehículo dispuestas en un eje común tienen que ser
basculadas. Consiguientemente, será evidente por la descripción
siguiente que la presente invención también se puede usar para
aplicaciones automovilísticas en las que, por ejemplo, las ruedas
de dirección no se basculan. Además, aunque los ejemplos de
vehículos con ruedas descritos en la presente aplicación y que
implementan la presente invención se refieren en su mayor parte a
automóviles movidos por un motor de combustión principal, se ha de
entender que las posibles implementaciones del módulo y sistema de
basculamiento según la presente invención no se limitan a este tipo
de vehículos; por el contrario, el módulo y sistema de
basculamiento según la presente invención también se puede
implementar convenientemente en diferentes vehículos tales como,
por ejemplo, camiones, trenes, tractores o análogos.
La presente invención se basa en el principio de
que se puede obtener convenientemente un basculamiento adecuado por
medios de accionamiento hidráulico activo adaptados para generar el
par necesario para bascular el vehículo. En particular, la presente
invención se basa en el principio de que medios de accionamiento
hidráulico pueden ser usados en lugar de medios de accionamiento
mecánico y/o electromecánico para generar el par de basculamiento
requerido. Con más detalle, la presente invención se basa en el
principio de que si dichos medios de accionamiento hidráulico se
usan en combinación con un motor eléctrico y una bomba eléctrica,
moviendo dicho motor eléctrico dicha bomba hidráulica y moviendo
dicha bomba hidráulica dichos medios de accionamiento hidráulico,
dichos medios de accionamiento hidráulico pueden ser usados para
multiplicar el par proporcionado por el motor eléctrico con el fin
de obtener el par de basculamiento requerido. Consiguientemente, la
solución propuesta explota las grandes relaciones de reducción que
se pueden obtener con sistemas hidráulicos. Además, la fuerza o par
de basculamiento puede ser controlado por el par del motor
eléctrico, sin necesidad de ninguna servoválvula;
consiguientemente, el sistema está adaptado para operar con un
volumen fijo de fluido hidráulico de modo que solamente se necesite
un depósito de fluido para compensar las fugas inevitables. Además,
el sistema puede ser considerado como un sistema por cable, dado
que todas las funciones del sistema pueden ser controladas por una
unidad electrónica de control y una unidad electrónica de potencia,
en combinación, estando adaptada dicha unidad electrónica de
control para recoger datos relativos a las condiciones de conducción
y/o el comportamiento del vehículo y para suministrar a dicha
unidad electrónica de potencia señales correspondientes que permiten
que dichas unidades electrónicas de potencia accionen el motor
eléctrico y, consiguientemente, el sistema general de accionamiento
de basculamiento. Además, si se usa una válvula de aislamiento, esta
válvula de aislamiento puede ser usada para aislar los accionadores
hidráulicos del resto de los medios de accionamiento (por ejemplo,
de la bomba hidráulica) de modo que el módulo de basculamiento
activo se pueda transformar en un módulo de basculamiento accionado
manualmente. Además, aislar los accionadores hidráulicos de la bomba
hidráulica por medio de la válvula de aislamiento también permite
bloquear el módulo de basculamiento en una posición predefinida con
el fin de evitar cualquier basculamiento del módulo que, por lo
tanto, se transforma en un módulo de suspensión fija sin
basculamiento.
A continuación se describirá una primera
realización del módulo y sistema de basculamiento según la presente
invención con referencia a la figura 1.
Como es evidente por las figuras 1, 2 y 3, el
módulo y sistema de basculamiento ilustrado incluyen una estructura
o sistema de suspensión definido por un bastidor rígido 17 y cuatro
brazos de suspensión en forma de clavícula 10, 11, 12 y 13. En
particular, dicha estructura de suspensión incluye un primer brazo
superior en forma de clavícula 12 definido por una porción de
clavícula delantera 12a y una porción de clavícula trasera 12b
(véase en particular la figura 3). De la misma forma, la estructura
de suspensión incluye un primer brazo de clavícula inferior 13
definido por una porción de clavícula delantera 13a y una porción de
clavícula trasera 13b. Igualmente, la estructura de suspensión
incluye un segundo brazo de clavícula superior 10 definido por una
porción de clavícula delantera 10a y una porción de clavícula
trasera 10b (véase la figura 3). Además, la estructura de
suspensión incluye un segundo brazo de clavícula inferior 11
definido por una porción de clavícula delantera 11a y una porción
de clavícula trasera 11b. Las porciones de clavícula delanteras 12a
y 13a del primer brazo superior 12 y el primer brazo inferior 13,
respectivamente, están conectadas pivotantemente al bastidor rígido
17 a través de conexiones pivotantes 17d y 17b, respectivamente. De
la misma forma, las porciones de clavícula delanteras 10a y 11a del
segundo brazo superior 10 y el segundo brazo inferior 11,
respectivamente, están conectadas pivotantemente al bastidor rígido
17 a través de conexiones pivotantes 17c y 17a, respectivamente.
Las porciones de clavícula traseras 13b y 11b del primer brazo
inferior 13 y el segundo brazo inferior 11, respectivamente, están
conectadas pivotantemente al bastidor rígido 17 a través de
conexiones pivotantes 17e y 17f, respectivamente. El bastidor
rígido 17 soporta pivotantemente un brazo basculante 14; en
particular, como se ilustra en la figura 1, dicho brazo basculante
14 está conectado pivotantemente a una porción puente 15 del
bastidor rígido 17 a través de una conexión pivotante 15b. Además,
dicho brazo basculante 14 incluye un brazo en forma de T (la forma
de una T invertida) con una primera porción de brazo basculante 14l
y una segunda porción de brazo basculante 14r. Una tercera porción
de brazo basculante se extiende desde dichas porciones de brazo
basculante primera y segunda 14l y 14r en una dirección
sustancialmente perpendicular a dichas porciones de brazo
basculante primera y segunda 14l y 14r. Medios de accionamiento
hidráulico 102 y 101 están interpuestos pivotantemente entre el
brazo basculante 14 y el bastidor rígido 17. En particular, como es
evidente por las figuras 1, 2 y 3, primeros medios de accionamiento
hidráulico 102 están interpuestos pivotantemente entre la primera
porción de brazo basculante 14l y el bastidor rígido 17,
conectándose dicho primeros medios de accionamiento hidráulico 102
pivotantemente a dicha primera porción de brazo basculante 14l y
una porción de extensión 17y del bastidor rígido 17 a través de
conexiones pivotantes 14c y 17l, respectivamente. De la misma
forma, segundos medios de accionamiento hidráulico 101 están
conectados pivotantemente a la segunda porción de brazo basculante
14r del brazo basculante 14 y a una porción de extensión 17x del
bastidor rígido 17 a través de conexiones pivotantes 14d y 17m,
respectivamente.
A modo de ejemplo, dichos medios de
accionamiento hidráulico primero y segundo 102 y 101 pueden incluir
cilindros hidráulicos primero y segundo, respectivamente, por
ejemplo cilindros hidráulicos de un solo efecto, a saber, cilindros
hidráulicos adaptados para ejercer una fuerza solamente a lo largo
de una única dirección predefinida. Alternativamente, dichos
cilindros hidráulicos primero y segundo 102 y 101 pueden incluir
cilindros hidráulicos de doble efecto, a saber, cilindros
hidráulicos adaptados para ejercer una fuerza a lo largo de una
primera dirección predefinida y a lo largo de una segunda dirección
predefinida sustancialmente contraria a dicha primera dirección
predefinida. Cuando se seleccionan cilindros hidráulicos de doble
efecto, se puede usar un único cilindro hidráulico de doble efecto,
por ejemplo el primer cilindro hidráulico 102 ilustrado en las
figuras 1, 2 y 3; en este caso, el brazo basculante 14 puede tener
una porción en forma de L con una primera porción de brazo
basculante conectada pivotantemente a dicho único cilindro
hidráulico de doble efecto 102 a través de una conexión pivotante
14c y una segunda porción que se extiende de forma sustancialmente
perpendicular desde dicha primera porción de brazo basculante
14l.
Los medios de accionamiento hidráulico 102 y 101
pueden ser accionados por medio de una bomba, por ejemplo una
"bomba hidráulica de desplazamiento fijo" movida por uno o más
motores eléctricos. Aunque a continuación se dará una descripción
detallada de la disposición electromecánica del módulo y sistema de
basculamiento según la presente invención con referencia a la
figura 6, se puede apreciar en esta etapa de la descripción que
accionar uno o ambos medios de accionamiento hidráulico 102 y 101 da
lugar a que se ejerza par en el brazo basculante 14, basculándose
el bastidor rígido 17 con respecto al brazo basculante 14, dando
lugar por lo tanto a que todo el módulo de basculamiento sea
basculado conjuntamente con las dos ruedas 2 y 3 soportadas
pivotantemente por dicho módulo de basculamiento. Además, dado que
en las implementaciones más comunes del módulo y sistema de
basculamiento según la presente invención en un vehículo el bastidor
rígido 17 está firmemente fijado al chasis del vehículo, el
basculamiento del bastidor rígido 17 también da lugar a que todo el
vehículo sea basculado.
El sistema estructural de suspensión del módulo
de basculamiento de la presente invención según la realización
ilustrada en las figuras 1, 2 y 3 incluye además dos amortiguadores
18 conectados pivotantemente al brazo basculante o manivela 14 y a
los brazos de clavícula superiores 10 y 12. En particular, como se
ilustra en la figura 1, un primer amortiguador 18 está conectado
pivotantemente a la manivela de accionamiento 14 a través de una
conexión pivotante 14a y a una porción puenteada 10aa del segundo
brazo superior 10 a través de una conexión pivotante 18b,
interponiéndose rígidamente dicha porción puenteada 10aa entre la
porción de clavícula delantera 10a y la porción de clavícula
trasera 10b del segundo brazo de clavícula superior 10. De la misma
forma, un segundo amortiguador 18 está conectado pivotantemente al
brazo o manivela de basculamiento 14 a través de una conexión
pivotante 14b y la porción puenteada 12aa del primer brazo superior
12 a través de una conexión pivotante 18a, interponiéndose
rígidamente dicha porción puenteada 12aa entre la porción de
clavícula delantera 12a y la porción de clavícula trasera 12b del
primer brazo de clavícula superior 12. La razón por la que, en la
realización ilustrada en las figuras 1, 2 y 3, las porciones
puenteadas 10aa y 12aa del segundo brazo de clavícula superior 10 y
el primer brazo de clavícula superior 12, respectivamente, se usan
para conectar pivotantemente los dos amortiguadores 18 al sistema o
estructura de suspensión se refiere al hecho de que, en la
realización ilustrada en las figuras 1, 2 y 3, la porción puente 15
del bastidor de basculamiento 17 (y, consiguientemente, el brazo
basculante 14) está dispuesta en la porción central del bastidor
rígido 17 a lo largo de una dirección perpendicular a dicha porción
puenteada 15. Sin embargo, otras soluciones también son posibles,
por ejemplo soluciones según las que los dos amortiguadores están
conectados pivotantemente a las porciones de clavícula traseras o
delanteras de los brazos de clavícula superiores primero y segundo
12 y 10. Por ejemplo, colocando la porción puente 15 (y,
consiguientemente, el brazo basculante 14) en la porción trasera
del bastidor rígido (cerca de las conexiones pivotantes 17g y 17h),
los dos amortiguadores 18 se pueden conectar entonces
pivotantemente directamente a las porciones de clavícula traseras
12b y 10b de los brazos de clavícula primero y segundo 12 y 10,
respectivamente. De la misma forma, colocando la porción de
clavícula 15 (y, consiguientemente, el brazo basculante 14) en la
porción delantera del bastidor rígido 17 (por ejemplo, cerca de las
conexiones pivotantes 17c y 17d) sería posible conectar
pivotantemente los dos amortiguadores 18 directamente a las
porciones de clavícula delanteras 12a y 10a de los brazos de
clavícula superiores primero y segundo 12 y 10,
respectivamente.
La estructura de suspensión incluye además un
primer brazo o poste de dirección 9 adaptado para soportar
rotativamente una primera rueda 2, así como un segundo brazo o
poste de dirección 8 adaptado para soportar rotativamente una
segunda rueda 3. El primer poste vertical 9 es soportado por el
primer brazo superior 12 y el primer brazo inferior 13. En
particular, el primer poste vertical 9 está conectado pivotantemente
a los primeros brazos superiores e inferiores 12 y 13 a través de
conexiones pivotantes 9a y 9b, respectivamente. De la misma forma,
el segundo poste vertical 8 es soportado por el segundo brazo
superior 10 y el segundo brazo inferior 11; en particular, el
segundo poste vertical 8 está conectado pivotantemente al segundo
brazo superior 10a y el segundo brazo inferior 11 a través de
conexiones pivotantes 8a y 8b, respectivamente. Las conexiones
pivotantes 9a, 9b, 8a y 8b permiten la dirección y el basculamiento
de las dos ruedas 2 y 3. Dos motores 4 y 5 pueden ser recibidos en
los cubos de las ruedas 3 y 2, respectivamente (véase figuras 2 y
3); además, se puede disponer discos de freno (no ilustrados en los
dibujos) en las ruedas 2 y 3. La provisión de motores de
accionamiento (por ejemplo, motores eléctricos de accionamiento) en
los cubos de las ruedas 2 y 3 permite mejorar el accionamiento del
vehículo; además, como será evidente por la descripción siguiente,
disponer motores de accionamiento en los cubos de las ruedas no
limita el ángulo de basculamiento. Sin embargo, el módulo y sistema
de basculamiento según la presente invención también están adaptados
para ser implementados en vehículos movidos por un motor principal,
por ejemplo, un motor de combustión dispuesto lejos del módulo y
sistema de basculamiento.
A continuación, con referencia a la figura 6 se
describirá una disposición electromecánica posible de un sistema de
basculamiento según la presente invención que implementa el módulo
de basculamiento de la figura 1; en la figura 6, las
características ya descritas anteriormente con referencia a las
figuras anteriores se identifican con los mismos números de
referencia. Además, algunas características del módulo de
basculamiento de las figuras 1, 2 y 3 se han omitido en la figura 6
por razones de claridad.
Como es evidente por la figura 6, el sistema de
basculamiento de suspensión ilustrado incluye el módulo de
basculamiento de suspensión (parcialmente ilustrado) de las figuras
1, 2 y 3. Además, en la figura 6, el número de referencia 112
identifica una máquina hidráulica, por ejemplo una bomba hidráulica
reversible, conectada hidráulicamente a los medios de accionamiento
hidráulico 102 y 101 a través de tuberías correspondientes 104 y
103, respectivamente. Además, un motor eléctrico 108 está acoplado a
la bomba hidráulica 112 con el fin de accionar dicha bomba
hidráulica 112. También se ha previsto un depósito 107 para contener
un fluido hidráulico necesario para el sistema; sin embargo, se ha
de indicar que el sistema puede trabajar con un volumen fijo de
fluido de modo que el depósito 107 sea necesario sólo para compensar
las fugas inevitables. Un par de válvulas de retención 106b y 106a
están interpuestas hidráulicamente entre los tubos hidráulicos 104 y
103 para asegurar la compensación de las fugas así como de las
asimetrías en el volumen de líquido requerido por los medios de
accionamiento hidráulico 102 y 101. Además, las dos válvulas de
retención 106b y 106a ayudan a mantener el orificio de admisión de
la bomba 112 a la presión del depósito 107. Además, una válvula de
aislamiento 105 también está dispuesta entre la bomba hidráulica
112 y los medios de accionamiento hidráulico 102 y 101, permitiendo
dicha válvula de aislamiento cerrar las entradas de los medios de
accionamiento hidráulico 102 y 101, conectando así directamente los
dos lados de la bomba, dando lugar a que el motor eléctrico 108 gire
loco. Finalmente, como se ilustra en la figura 6, el motor
eléctrico 108 es movido por una unidad electrónica de potencia 110
que trabaja bajo el control de una unidad electrónica de control
111; además, se ha previsto un paquete de batería, estando
conectado eléctricamente dicho paquete de batería 109 a la unidad
electrónica de potencia 110 que, a su vez, está conectada
eléctricamente a la unidad electrónica de control 111 y el motor
eléctrico 108 como se ilustra en la figura 6.
Cuando el sistema opera bajo condiciones
normales, el motor eléctrico 108 proporciona par a la bomba
hidráulica 112 bajo el control de las unidades electrónicas de
potencia 110 y la unidad electrónica de control 111. Por ejemplo,
para ello, la unidad electrónica de control 111 puede ser concebida
de manera que esté adaptada para recoger datos relativos al
comportamiento del vehículo y/o las condiciones d conducción (tal
como, por ejemplo, datos relativos a la velocidad del vehículo o la
aceleración lateral en caso de giro o viento lateral o análogos) y
para suministrar señales correspondientes a la unidad electrónica de
potencia 110 en función de los datos recogidos. De esta forma, el
motor eléctrico 108 puede ser movido adecuadamente por la unidad
electrónica de potencia 110; por ejemplo, el motor eléctrico 108
puede ser movido con el fin de proporcionar un par predefinido a la
bomba hidráulica, dando lugar a que se ejerza un par predefinido por
los medios de accionamiento hidráulico 102 y 101 en el brazo
basculante 14. De la misma forma, la velocidad rotacional del motor
puede ser controlada, dando lugar a que la bomba hidráulica también
sea movida a una velocidad rotacional predefinida con el fin de
obtener una velocidad de accionamiento predefinida de uno o ambos
medios hidráulicos 102 y 101. El par producido por el motor
eléctrico 108 hace girar la bomba hidráulica 112 que bombea fluido
de unos medios de accionamiento hidráulico al otro (de un cilindro
hidráulico al otro), dando lugar así a que se ejerza un par de
basculamiento en el brazo basculante 14. Como será más evidente con
la descripción siguiente, aplicar un par de basculamiento al brazo
basculante 14 da lugar a que el bastidor de basculamiento 17 sea
basculado con respecto al brazo basculante 14, dando lugar así a
que todo el módulo de suspensión y las dos ruedas sea
basculados.
Cuando hay que bloquear el movimiento basculante
del módulo de basculamiento (por ejemplo, a baja velocidad o
durante el aparcamiento del vehículo que implementa el sistema de
basculamiento), es posible cerrar las entradas de los dos medios de
accionamiento hidráulico 102 y 101 activando la válvula de
aislamiento 105 con el fin de cerrar los dos orificios conectados a
los accionadores hidráulicos. Los dos orificios conectados a la
bomba hidráulica pueden estar conectados conjuntamente (como se
representa en la figura). En este caso, se usa la parte derecha de
la válvula de aislamiento 105, de modo que el motor eléctrico 108
pueda girar loco. También es posible cortocircuitar todas las
conexiones hidráulicas de modo que el sistema de basculamiento ya
no sea accionado y pueda ser controlado manualmente; en este caso,
se usa la parte izquierda de la válvula de aislamiento 105.
Se ha de indicar que con la disposición
electromecánica ilustrada en la figura 6, el enlace hidráulico entre
la bomba hidráulica 112 y los medios de accionamiento hidráulico
102 y 101 es un enlace directo, es decir, no se necesitan
servoválvulas. Esta solución permite la implementación de una bomba
hidráulica de desplazamiento fijo 112, a saber, una bomba
hidráulica (explíquese con detalle el funcionamiento de una bomba
hidráulica de desplazamiento fijo). Consiguientemente, la fuerza o
par de basculamiento aplicado al brazo basculante 14 puede ser
controlado por el par del motor eléctrico 108. Además, el sistema
puede trabajar con un volumen de fluido fijo, siendo necesario el
depósito de fluido 107 solamente para compensar las fugas
inevitables.
También se ha de indicar que son posibles varias
correcciones y/o modificaciones de la disposición electromecánica
ilustrada en la figura 6, sin apartarse del alcance de la presente
invención. Por ejemplo, se puede usar motores hidráulicos en lugar
de los dos cilindros hidráulicos 102 y 101. Además, la solución que
implementa más de un motor eléctrico también es posible para lograr
redundancia; en particular, para realizar un sistema redundante
caliente, la bomba hidráulica 112 puede ser movida por un par de
motores eléctricos, proporcionando cada uno un porcentaje de la
potencia total necesaria (por ejemplo 80%). Esto permite, en
particular, poner en marcha el sistema en el caso de fallo de uno
de los dos motores, dado que si tiene lugar un fallo en un motor
eléctrico, el segundo motor eléctrico puede proporcionar par para
mover la bomba hidráulica 112. Además, también son posibles
soluciones que implementan más de una unidad electrónica de potencia
y/o más de una unidad electrónica de control y/o más de una
batería; en particular, la utilización de dos unidades electrónicas
de potencia, dos unidades electrónicas de control y dos baterías
permite realizar un sistema redundante completo, es decir, un
sistema con redundancia de los suministros de potencia y los
controles.
A continuación, con referencia a la figura 4, se
describirá el comportamiento de basculamiento del módulo y sistema
de basculamiento de las figuras 1, 2 y 3; de nuevo, en la figura 4,
las partes componentes ya descritas con referencia a las figuras
anteriores se identifican con los mismos números de referencia.
Tan pronto como se requiere basculamiento del
vehículo que implementa el módulo y sistema de basculamiento
ilustrado en la figura 4 (por ejemplo, durante el viraje del
vehículo), se suministra corriente eléctrica al motor eléctrico 108
(véase la figura 6); consiguientemente, la bomba hidráulica 112 se
mueve, dando lugar a que los medios de accionamiento hidráulico
102, 101 también se activen a través de los tubos hidráulicos 104 y
103, respectivamente.
Eso significa que se imparte un impulso
rotacional al brazo basculante rotativo 14. Suponiendo que dicho
impulso rotativo sea tal que haga girar el brazo basculante
rotativo 14 en la dirección de rotación x ilustrada en la figura 4,
de manera que lo bascule hacia la derecha en la figura 4, se imparte
un impulso de desplazamiento correspondiente a la estructura de
suspensión a través de los amortiguadores 18. Sin embargo, en vista
de la resistencia ejercida por la estructura de suspensión, ni el
brazo basculante o manivela 14 se bascula a la derecha ni la
estructura de suspensión se desplaza en la misma dirección. Sin
embargo, la resistencia ejercida por la estructura de suspensión da
lugar a un par inverso, actuando dicho par inverso en el bastidor
rígido 17, dando lugar a que dicho bastidor rígido 17 se gire en
una dirección contraria a la dirección x, a saber, en la dirección
e ilustrada en la figura 4. Consiguientemente, el bastidor rígido 17
se gira un ángulo \alpha en la dirección de rotación y en función
del desplazamiento vertical de los medios de accionamiento 102 y
101. Como se ha indicado anteriormente, los brazos de soporte 10,
11, 12 y 13 están conectados pivotantemente al bastidor rígido 17 a
través de la conexión pivotante 17a, 17b, 17c, 17d, 17e, 17f, 17g y
17h (véase en particular la figura 1). Además, los postes
verticales 9 y 8 están conectados pivotantemente a los brazos de
suspensión 12, 13 y 10, 11, respectivamente, a través de las otras
conexiones pivotantes 9a, 9b, y 8a, 8b. Finalmente, los
amortiguadores 18 están conectados pivotantemente a los brazos de
suspensión 8 y 12 a través de conexiones pivotantes
correspondientes 18b y 18a. Consiguientemente, la rotación del
bastidor rígido 17 de un ángulo \alpha (véase la figura 4) da
lugar a que toda la estructura de suspensión se bascule como se
ilustra en la figura 4 conjuntamente con las ruedas 3 y 2 que, como
se ilustra en la figura 4, también se basculan el mismo ángulo
\alpha. Obviamente, las mismas consideraciones que las indicadas
anteriormente se aplican también en el caso de que se imparte un
impulso rotativo en la dirección contraria a la dirección x a la
manivela basculante rotativa 14; en este caso, la estructura de
suspensión se bascularía en una dirección contraria
correspondiente.
Por lo tanto, de lo anterior resulta que el
módulo y sistema de basculamiento según la presente invención es un
módulo y sistema de basculamiento activo, a saber, un módulo y
sistema donde la función de basculamiento se obtiene a través de la
acción de medios de accionamiento hidráulico que pueden incluir uno
o más motores eléctricos que mueven una o más bombas hidráulicas.
Alternativamente, el módulo de basculamiento puede ser accionado
incluso manualmente.
También se ha de apreciar que girar el bastidor
rígido 17 un ángulo \alpha como se ilustra en la figura 4 da
lugar a que todo el vehículo se bascule el mismo ángulo \alpha
dado que el bastidor rígido 17 está adaptado para fijarse
firmemente al chasis o carrocería del vehículo; consiguientemente,
la resultante de la gravedad y las fuerzas centrífugas que actúan
en el vehículo se mantiene orientada a lo largo del eje vertical de
la carrocería del vehículo, permitiendo así evitar o al menos
minimizar el riesgo de vuelco aunque la batalla del vehículo sea
estrecha en comparación con la de los vehículos convencionales.
A los efectos de explotar la función de
basculamiento, el vehículo que implementa el módulo y/o sistema de
basculamiento según la presente invención puede estar equipado con
medios detectores adaptados para recoger datos relativos al
comportamiento dinámico del vehículo de manera que el motor
eléctrico 108 y la bomba 112 se activen en el caso de la
disposición ilustrada en la figura 6 en función de los datos
recogidos. En particular, como se ha indicado anteriormente, dichos
medios detectores pueden estar compuestos de la unidad electrónica
de control 111 ilustrada en la figura 6 y pueden ser del tipo
adaptado para recoger datos relativos a la aceleración lateral y/o
fuerzas del vehículo. Consiguientemente, tan pronto como el vehículo
se aproxima a una curva o viraje y el conductor ejerce una acción
de conducción, la aceleración lateral resultante que actúa en el
vehículo puede ser detectada y medida y se puede enviar una señal
correspondiente a la unidad electrónica de potencia 110 adaptada
para mover el motor eléctrico 108, dando lugar así a que el vehículo
se bascule con el fin de compensar la aceleración lateral
experimentada por el vehículo. Esta solución permite, en particular,
compensar cualquier aceleración lateral, es decir, también la
aceleración lateral que surge en situaciones distintas de durante
el viraje. Por ejemplo, en el caso de viento de lado, también se
puede detectar la aceleración lateral resultante que actúa en el
vehículo y el vehículo puede ser basculado en contra del viento
lateral y también en el caso de que el vehículo avance por una
carretera recta.
Cuando una de las dos ruedas 2 y 3 pasa por un
bache, el módulo y/o sistema de basculamiento según la presente
invención se comporta como se ilustra en la figura 5, donde las
características análogas ilustradas y ya descritas con referencia a
las figuras anteriores se identifican con números de referencia
análogos.
En particular, en el ejemplo de la figura 5, se
supone que la rueda 2 pasa por un bache 20a de la superficie de la
carretera 20; en este caso, como se ilustra en la figura 5, el
módulo y/o sistema de basculamiento no trabaja porque el
desplazamiento vertical de la rueda 2 es absorbido por el
amortiguador 18. En particular, esto es debido a la acción ejercida
por los accionadores hidráulicos 102 y 101 en la manivela de
basculamiento 14, que, a su vez, está conectada al amortiguador 18
a través de la conexión pivotante 14b y 14a (véase la figura 2).
Consiguientemente, la manivela 14 no se bascula como consecuencia de
la perturbación que actúa en la estructura de suspensión, sino que
solamente la rueda 2 se eleva como se ilustra en la figura 5. Por
lo tanto, el bastidor rígido no gira y el vehículo no se
bascula.
Además, la forma en que el desplazamiento
vertical de la rueda 2 es "absorbido" por el amortiguador 18 se
puede resumir de la siguiente manera. Como se ilustra en la figura
5, un desplazamiento vertical de la rueda 2 da lugar a que la
estructura o sistema de suspensión también se desplace
verticalmente; consiguientemente, se ejerce una fuerza contra el
amortiguador 18 y el amortiguador 18 ejerce una reacción o fuerza
correspondiente en la estructura de suspensión (y, por lo tanto, en
la rueda 2) contraria al desplazamiento vertical de la rueda,
variando dicha fuerza de manera lineal en función del desplazamiento
vertical de la rueda 2. En otros términos, la fuerza elástica
ejercida por el amortiguador 18 en la estructura de suspensión y la
rueda 2 es proporcional al desplazamiento vertical de la rueda 2.
Eso significa que el amortiguador 18 ejerce grandes fuerzas
elásticas en la rueda 2 solamente en el caso de grandes
desplazamientos de la rueda 2.
Aunque este comportamiento del amortiguador 18
puede ser aceptado en algunas circunstancias, medios amortiguadores
con características no lineales pueden ser preferibles en otras
circunstancias tal como, por ejemplo, en el caso de vehículos
ligeros donde la masa de los pasajeros y equipaje es una fracción
importante de la masa general del vehículo. Es decir, unos medios
amortiguadores con una rigidez que aumente con la carga, es decir,
con una rigidez que aumente de forma no lineal con la carga, puede
ser preferibles al objeto de mejorar la comodidad y la dinámica del
vehículo; de hecho, unos medios amortiguadores con una rigidez que
aumenta con la carga y/o el desplazamiento vertical de las ruedas
pueden permitir mantener la frecuencia natural de la masa
suspendida a un valor bastante constante. Además, unos medios
amortiguadores con una rigidez que aumenta de forma no lineal o más
que proporcionalmente en función del desplazamiento vertical de las
ruedas, pueden permitir mantener el desplazamiento vertical de las
ruedas por debajo de un valor predefinido mientras que esto no es
posible en el caso de medios amortiguadores donde la rigidez es
constante.
A continuación se describirá con referencia a la
figura 7 un primer ejemplo de un vehículo que implementa el módulo
y sistema de basculamiento de suspensión según la presente
invención, donde, como es usual, las características análogas ya
descritas con referencia a las figuras anteriores se identifican con
números de referencia análogos.
El vehículo 200 ilustrado en la figura 7 es un
vehículo de cuatro ruedas incluyendo dos ruedas delanteras 2 y 3
dispuestas en un eje delantero común y dos ruedas traseras 202 y 203
dispuestas en un eje trasero común. Además, el vehículo 200
implementa dos módulos de basculamiento de suspensión según la
presente invención, a saber, un primer módulo de basculamiento que
soporta las ruedas delanteras 2 y 3 y un segundo módulo de
basculamiento que soporta las ruedas traseras 202 y 203. Cada uno de
dichos módulos de basculamiento está equipado con medios de
accionamiento hidráulico 102 y 101, los medios de accionamiento
hidráulico 102 y 101 de cada módulo de basculamiento están
conectados hidráulicamente a una bomba hidráulica 112 a través de
tubos hidráulicos correspondientes 104 y 103. Las dos bombas
hidráulicas independientes son movidas por dos motores eléctricos
independientes 108 bajo el control de una unidad electrónica de
potencia 110 y una unidad electrónica de control 111. Además, se ha
previsto una batería 109, para suministrar potencia eléctrica a la
unidad electrónica de potencia 110, la unidad electrónica de
control 111 y los motores eléctricos 108. Por ejemplo, la batería
109 puede ser la batería principal del vehículo;
alternativa-
mente, la batería 109 puede ser una batería adicional usada en combinación con la batería principal del vehículo.
mente, la batería 109 puede ser una batería adicional usada en combinación con la batería principal del vehículo.
El vehículo 200 puede ser del tipo incluyendo un
motor principal (no ilustrado en la figura 7), por ejemplo, un
motor de combustión. Alternativamente, se puede prever motores
eléctricos para mover las ruedas, por ejemplo dos motores
eléctricos recibidos en los cubos de las ruedas delanteras 2 y 3.
Alternativamente, dos motores eléctricos pueden estar recibidos en
los cubos de las ruedas traseras 202 y 203 o incluso se puede prever
cuatro motores eléctricos, recibidos en los cubos de las cuatro
ruedas 2, 3, 202 y 203.
Otro ejemplo de un vehículo que implementa un
módulo y sistema de basculamiento de suspensión según la presente
invención se describirá con referencia a la figura 8, donde, como es
usual, las características análogas se identifican con números de
referencia análogos.
La principal diferencia entre el vehículo de la
figura 8 y el de la figura 7 se refiere al hecho de que el vehículo
de la figura 8 es un vehículo de tres ruedas; en particular, como se
ilustra en la figura 8, las dos ruedas 202 y 203 están colocadas
adyacentes una a otra con el fin de formar una sola rueda.
Alternativamente, se puede usar una sola rueda en lugar de las dos
ruedas adyacentes 202 y 203.
Las mismas consideraciones que las indicadas
anteriormente con respecto al vehículo de la figura 7 se aplican
también al vehículo de la figura 8; en particular, se pueden
implementar bombas hidráulicas adicionales, unidades electrónicas
de potencia, unidades electrónicas de control y baterías en el
vehículo de la figura 8, por ejemplo al objeto de obtener
redundancia de potencia y control eléctrico.
Por lo tanto, se ha demostrado que el módulo y
sistema de basculamiento de suspensión según la presente invención
permiten superar los problemas o inconvenientes que afectan a los
módulos de basculamiento de suspensión de la técnica anterior. En
particular, las ventajas que ofrece el módulo y sistema de
basculamiento de suspensión según la presente invención con
respecto al módulo y sistemas de basculamiento de suspensión de la
técnica anterior se pueden resumir de la siguiente manera.
El módulo y sistema de basculamiento de
suspensión según la presente invención tienen una disposición
electromecánica y/o electrohidráulica muy simple, no tienen correas
de transmisión y no es necesario el control hidráulico;
también es posible una mejor optimización de la
disposición del vehículo que implementa el módulo y sistema de
basculamiento de suspensión según la presente invención debido a la
disposición más compacta con respecto a módulos y sistemas
puramente mecánicos o electromecánicos;
no hay necesidad de ninguna articulación
mecánica entre el motor eléctrico y el mecanismo de basculamiento,
de modo que el motor eléctrico y la bomba hidráulica se pueden
colocar a cierta distancia de los medios de accionamiento
hidráulico, permitiendo así la optimización del montaje general del
vehículo que los implementa;
la masa general del módulo y sistema de
basculamiento según la presente invención es menor que la de los
módulos y sistemas de basculamiento electromecánicos comunes;
en el módulo y sistema según la presente
invención, surgen menos fuerzas de rozamiento que en los módulos y
sistemas de basculamiento de suspensión comunes;
el control del par de basculamiento se puede
hacer directamente controlando la corriente en el motor eléctrico
sin necesidad de válvulas de control;
el módulo de basculamiento según la presente
invención se puede transformar fácil y rápidamente en un módulo de
basculamiento accionado manualmente;
en el caso del módulo y sistema de basculamiento
según la presente invención, son posibles disposiciones
electromecánicas que ofrecen alta redundancia de potencia y
control, por ejemplo implementando dos cadenas hidráulicas que
trabajan en paralelo; consiguientemente, se puede facilitar sistemas
completamente redundantes;
el módulo de basculamiento de suspensión según
la presente invención es un módulo de basculamiento
electrohidráulico activo que trabaja no solamente para romper el
movimiento basculante; y
el sistema de basculamiento activo según la
presente invención puede ser considerado como un sistema por cable
puesto que solamente incluye conexiones eléctricas entre la señal de
control que entra desde el conductor o la unidad electrónica de
control y el motor eléctrico.
Claims (30)
1. Un módulo de basculamiento de suspensión (1)
para un vehículo con ruedas (200) incluyendo al menos dos ruedas
(2, 3) dispuestas en un eje común, incluyendo dicho módulo un
sistema de suspensión adaptado para soportar dichas al menos dos
ruedas permitiendo el basculamiento de dichas al menos dos ruedas,
incluyendo dicho módulo un bastidor rígido (17) adaptado para
fijarse firmemente al chasis de dicho vehículo (200) y soportar
pivotantemente un brazo basculante (14), incluyendo además dicho
módulo medios de accionamiento hidráulico (101, 102) interpuestos
pivotantemente entre dicho bastidor rígido (17) y dicho brazo
basculante (14), de modo que el accionamiento de dichos medios de
accionamiento hidráulico dé lugar a que se ejerza una fuerza en
dicho brazo basculante (14) y basculándose dicho bastidor rígido
(17) conjuntamente con dichas al menos dos ruedas,
caracterizado porque
dicho brazo basculante (14) incluye al menos una
primera y una segunda porción de brazo (14l, 14r) y porque dichos
medios de accionamiento hidráulico incluyen al menos un primer
accionador hidráulico (102) adaptado para ejercer una fuerza en
dicha primera porción de brazo (14l), y un segundo accionador
hidráulico (101) adaptado para ejercer una fuerza en dicha segunda
porción de brazo (14r).
\vskip1.000000\baselineskip
2. Un módulo según la reivindicación 1,
caracterizado porque
dicho brazo basculante (14) está conectado
pivotantemente a dicho bastidor rígido (17) a través de una conexión
pivotante (15b).
\vskip1.000000\baselineskip
3. Un módulo según una de las reivindicaciones 1
y 2,
caracterizado porque
dicho al menos primer accionador hidráulico
(102) incluye una primera porción de extremo y una segunda porción
de extremo, estando conectada pivotantemente dicha primera porción
de extremo a dicha primera porción de brazo (14l) a través de una
conexión pivotante (14c), estando conectada pivotantemente dicha
segunda porción de extremo a dicho bastidor rígido (17) a través de
una conexión pivotante (17l).
\vskip1.000000\baselineskip
4. Un módulo según una de las reivindicaciones 1
a 3,
caracterizado porque,
dicho al menos primer accionador hidráulico
(102) incluye un cilindro hidráulico.
\vskip1.000000\baselineskip
5. Un módulo según la reivindicación 4,
caracterizado porque
dicho cilindro hidráulico es un cilindro
hidráulico de un solo efecto.
\vskip1.000000\baselineskip
6. Un módulo según una de las reivindicaciones 1
a 5,
caracterizado porque
dicho segundo accionador hidráulico (101)
incluye una primera porción de extremo y una segunda porción de
extremo, estando conectada pivotantemente dicha primera porción de
extremo a dicha segunda porción de brazo (14r) a través de una
conexión pivotante (14d), estando conectada pivotantemente dicha
segunda porción de extremo a dicho bastidor rígido (17) a través de
una conexión pivotante (17m).
7. Un módulo según una de las reivindicaciones 1
a 6,
caracterizado porque,
dicho segundo accionador hidráulico (101)
incluye un cilindro hidráulico.
\vskip1.000000\baselineskip
\global\parskip0.870000\baselineskip
8. Un módulo según la reivindicación 7,
caracterizado porque
dicho cilindro hidráulico es un cilindro
hidráulico de un solo efecto.
\vskip1.000000\baselineskip
9. Un módulo según una de las reivindicaciones 1
a 8,
caracterizado porque
incluye además al menos una bomba hidráulica
(112) conectada hidráulicamente a dichos medios de accionamiento
hidráulico (101, 102).
10. Un módulo según la reivindicación 9,
caracterizado porque
dicha bomba hidráulica (112) es una bomba
hidráulica de desplazamiento fijo.
\vskip1.000000\baselineskip
11. Un módulo según una de las reivindicaciones
9 y 10,
caracterizado porque
incluye además al menos un motor eléctrico (108)
adaptado para accionar dicha al menos única bomba hidráulica
(112).
\vskip1.000000\baselineskip
12. Un módulo según una de las reivindicaciones
9 a 11,
caracterizado porque
incluye además al menos una válvula de
aislamiento (105) interpuesta hidráulicamente entre dichos medios de
accionamiento hidráulico (101, 102) y dicha al menos única bomba
hidráulica (112) y adaptada para cerrar las entradas de dichos
medios de accionamiento hidráulico (101, 102) con el fin de aislar
hidráulicamente dichos medios de accionamiento hidráulico (101,
102) de dicha al menos única bomba hidráulica (112).
\vskip1.000000\baselineskip
13. Un módulo según una de las reivindicaciones
1 a 12,
caracterizado porque
dicho brazo basculante (14) está conectado
pivotantemente a dicho sistema de suspensión a través de
amortiguadores (18).
\vskip1.000000\baselineskip
14. Un módulo según la reivindicación 13,
caracterizado porque
dicho brazo basculante (14) está conectado
pivotantemente a un primer amortiguador y un segundo amortiguador a
través de conexiones pivotantes (14a) y (14b), respectivamente.
\vskip1.000000\baselineskip
15. Un módulo según la reivindicación 8 referido
a una de las reivindicaciones 1 a 14,
caracterizado porque
dicho bastidor rígido (17) está conectado
pivotantemente a brazos de suspensión (10, 11, 12, 13) de dicho
sistema de suspensión, soportando dichos brazos de suspensión (10,
11, 12, 13) dichas al menos dos ruedas (2, 3) de modo que el
accionamiento de dichos medios de accionamiento hidráulico (101,
102) dé lugar a que dicho bastidor rígido sea basculado
conjuntamente con dichas al menos dos ruedas.
\vskip1.000000\baselineskip
16. Un módulo según la reivindicación 15,
caracterizado porque
dichos brazos de suspensión incluyen un primer
brazo superior (12) y un primer brazo inferior (13) adaptados para
soportar pivotantemente, en combinación, una primera rueda (2) de
dichas al menos dos ruedas, así como un segundo brazo superior (10)
y un segundo brazo inferior (11) adaptado para soportar
pivotantemente, en combinación, una segunda rueda (3) de dichas al
menos dos ruedas con el fin de permitir el basculamiento de dichas
ruedas primera y segunda (2, 3).
\vskip1.000000\baselineskip
17. Un módulo según la reivindicación 16,
caracterizado porque
dicho sistema de suspensión incluye un primer
poste vertical (9) conectado pivotantemente a dicho primer brazo
superior (12) y dicho primer brazo inferior (13) y adaptado para
soportar una primera rueda (2) de dichas al menos dos ruedas, así
como un segundo poste vertical (8) conectado pivotantemente a dicho
segundo brazo superior (10) y dicho segundo brazo inferior (11) y
adaptado para soportar una segunda rueda (3) de dichas al menos dos
ruedas, permitiendo dichos postes verticales primero y segundo (9,
8) dirigir dichas ruedas primera y segunda en ejes de dirección
correspondientes sustancialmente verticales y estando adaptados para
ser basculados conjuntamente con dichas ruedas primera y segunda,
respectivamente.
\vskip1.000000\baselineskip
18. Un módulo según la reivindicación 17,
caracterizado porque
dicho primer poste vertical (9) incluye una
primera conexión pivotante superior (9a) que conecta pivotantemente
dicho primer poste vertical (9) a dicho primer brazo superior (12) y
una primera conexión pivotante inferior (9b) que conecta
pivotantemente dicho primer poste vertical (9) a dicho primer brazo
inferior (13) y porque dicho segundo poste vertical (8) incluye una
segunda conexión pivotante superior (8a) que conecta pivotantemente
dicho segundo poste vertical (8) a dicho segundo brazo superior (10)
y una segunda conexión pivotante inferior (8b) que conecta
pivotantemente dicho segundo poste vertical (8) a dicho segundo
brazo inferior (10), permitiendo dichas conexiones pivotantes
superior e inferior (9a, 9b) el basculamiento y la dirección de
dicho primer poste vertical (9), permitiendo dichas segundas
conexiones pivotantes superior e inferior (8a, 8b) el basculamiento y la dirección de dicho segundo poste vertical (8).
conexiones pivotantes superior e inferior (8a, 8b) el basculamiento y la dirección de dicho segundo poste vertical (8).
\vskip1.000000\baselineskip
19. Un sistema de conducción de suspensión
basculante para un vehículo con ruedas (200) incluyendo al menos dos
ruedas (2, 3) dispuestas en un eje común, caracterizándose
dicho sistema porque
incluye un módulo de basculamiento de suspensión
según una de las reivindicaciones 1 a 18 y dos ruedas (2, 3)
rotativamente conectadas a dicho módulo.
\vskip1.000000\baselineskip
20. Un sistema según la reivindicación 19,
caracterizado porque
dicho sistema incluye además al menos una unidad
electrónica de control (110) adaptada para recoger datos relativos
a la condición de conducción y/o el comportamiento de dicho vehículo
y para emitir señales eléctricas como resultado de los datos
recogidos.
\vskip1.000000\baselineskip
21. Un sistema según la reivindicación 20,
caracterizado porque
incluye además medios (111) adaptados para
recoger dichas señales eléctricas y para accionar dichos medios de
accionamiento hidráulico en función de las señales eléctricas
recogidas.
\vskip1.000000\baselineskip
22. Un sistema según la reivindicación 21,
caracterizado porque
dichos medios (111) adaptados para recoger
dichas señales eléctricas incluyen al menos una unidad electrónica
de control conectada eléctricamente a dicha unidad detectora (110) y
a dichos medios de accionamiento hidráulico.
\vskip1.000000\baselineskip
23. Un sistema según la reivindicación 22, en
cuanto anexa a una de las reivindicaciones 11 a 18,
caracterizado porque
dicha unidad electrónica de control está
conectada eléctricamente a dicho al menos único motor eléctrico
(108) con el fin de accionar dicho al menos único motor eléctrico
(108) en función de las señales eléctricas recogidas.
\vskip1.000000\baselineskip
24. Un vehículo con ruedas incluyendo al menos
dos ruedas (2, 3),
caracterizado porque
dicho vehículo está equipado con un sistema de
conducción de suspensión basculante según una de las
reivindicaciones 19 a 23.
\vskip1.000000\baselineskip
25. Un vehículo según la reivindicación 24,
caracterizado porque
dicho vehículo es un vehículo de tres ruedas
incluyendo dos ruedas delanteras (2, 3) y una rueda trasera, y
porque dicho vehículo incluye un sistema delantero según una de las
reivindicaciones 21 a 25, siendo soportadas rotativamente dichas
dos ruedas delanteras (2, 3) por el módulo de suspensión de dicho
sistema delantero.
\vskip1.000000\baselineskip
26. Un vehículo según la reivindicación 24,
caracterizado porque
dicho vehículo es un vehículo de cuatro ruedas
incluyendo dos ruedas delanteras (2, 3) y dos ruedas traseras (202,
203), y porque dicho vehículo incluye un sistema trasero y otro
delantero según una de las reivindicaciones 21 a 26, soportándose
rotativamente dichas ruedas traseras por dicho módulo de suspensión
de dicho sistema trasero y soportándose rotativamente las ruedas
delanteras por el módulo de suspensión de dicho sistema
delantero.
\vskip1.000000\baselineskip
27. Un vehículo según la reivindicación 24,
caracterizado porque
dicho vehículo es un vehículo de cuatro ruedas
incluyendo dos ruedas delanteras (2, 3) y dos ruedas traseras (202,
203), siendo movidas las ruedas delanteras o las ruedas traseras por
un motor principal, y porque las dos ruedas no movidas por dicho
motor principal se soportan rotativamente por dicho módulo de
suspensión de dicho sistema.
\vskip1.000000\baselineskip
28. Un vehículo como el reivindicado en alguna
de las reivindicaciones 24 a 27,
caracterizado porque
incluye además un depósito de fluido (107)
conteniendo un fluido hidráulico, estando conectado hidráulicamente
dicho depósito a dichos medios de accionamiento hidráulico (101,
102).
\vskip1.000000\baselineskip
29. Un vehículo según una de las
reivindicaciones 24 a 28,
caracterizado porque
incluye además medios de almacenamiento de
potencia eléctrica conectados eléctricamente a dichos medios de
accionamiento hidráulico de dicho módulo.
\vskip1.000000\baselineskip
30. Un vehículo según la reivindicación 29,
caracterizado porque
dichos medios de almacenamiento de potencia
eléctrica incluyen la batería principal de dicho vehículo.
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