ES2335016T3 - Procedimiento y sistema de alineacion de un vehiculo estacionario con un horizonte artificial. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento (200, 300) de colocación de un chasis de vehículo (4) de un vehículo (2) en alineación aproximada con un plano de referencia predeterminado (71), teniendo el vehículo al menos un eje (11, 12) y un sistema de suspensión de fluido (FSS), siendo el plano de referencia predeterminado un plano de referencia imaginario independiente de la distancia del chasis del vehículo respecto los ejes o ruedas, comprendiendo el sistema de suspensión de fluido una pluralidad de miembros de suspensión de fluido (6 - 9) dispuestos entre el eje y el chasis, un dispositivo de control (25), una fuente de fluido presurizado (20) y un paso de escape (34) en comunicación de fluido con la pluralidad de miembros de suspensión de fluido a través del dispositivo de control, y una unidad de control electrónico (42) operativamente asociada con el dispositivo de control, comprendiendo el procedimiento las etapas de: a) la provisión de un sensor de alineación (65) soportado sobre el chasis para emitir de salida una señal indicativa de la orientación del chasis con la unidad de control electrónico; b) la adquisición de una señal emitida de salida por el sensor de alineación (65); c) la comparación de la señal procedente del sensor de alineación (65) con los datos asociados con la orientación del plano de referencia predeterminado (71) y almacenados en la unidad de control electrónico (42) como datos de alineación; d) la determinación de qué lado, entre el frontal derecho, el frontal izquierdo, el trasero izquierdo, el trasero derecho, el entero frontal, el entero trasero, el entero lado izquierdo o el entero lado derecho es la posición elevada del chasis de vehículo (4); e) la determinación de si el emplazamiento elevado puede bajarse en la medida suficiente para situar el chasis de vehículo (4) en alineación aproximada con el plano de referencia predeterminado (71) y, f) el accionamiento selectivo del dispositivo de control (25) para permitir la comunicación de fluido entre el uno o los varios elementos de suspensión de fluido apropiados (6 - 9) y el escape de fluido (34) hasta que la señal procedente del sensor de alineación (65) se corresponda de forma aproximada con los datos de alineación.
Description
Procedimiento y sistema de alineación de un
vehículo estacionario con un horizonte artificial.
La presente solicitud reivindica la prioridad de
la Solicitud de Patente Provisional estadounidense No. 60/463,487
depositada el 17 de Abril de 2003.
La presente invención se refiere, en sentido
amplio, al campo de los sistemas de suspensión neumática y, más
concretamente, a un sistema de suspensión neumática controlada
electrónicamente para su uso en combinación con un vehículo
estacionario que ajusta los amortiguadores de aire del vehículo
estacionario para situar el chasis del vehículo en alineación
sustancial con un horizonte artificial u otro plano de referencia
predeterminado.
La presente invención encuentra particular
aplicación en combinación con el uso de vehículos móviles grandes,
como por ejemplo los vehículos habitables de recreo (RVs), remolques
de viaje y remolques de camión a larga distancia, por ejemplo, y se
describirá en la presente memoria con particular referencia a ellos.
Sin embargo, debe entenderse que dichos vehículos son estructuras
simplemente ejemplares y que la presente invención es capaz de una
aplicación más amplia en combinación con la alineación de una amplia
diversidad de estructuras y vehículos. Ejemplos adicionales de
dichas estructuras y vehículos incluyen plataformas de tiro,
vehículos de transporte de personal militar y civil, y
ambulancias.
Muchos vehículos grandes, como por ejemplo los
RVs, los remolques de viaje, los remolques de camión a larga
distancia y similares, tienen un sistema de suspensión neumática
para la regulación de la altura del chasis del vehículo con
respecto a los ejes del soporte, de una manera que depende de la
situada dentro del vehículo, para ajustar la altura del chasis en
respuesta a las condiciones de desplazamiento experimentadas por el
vehículo. Estos sistemas de suspensión generalmente se componen de
una pluralidad de miembros de suspensión de fluido, como por
ejemplo amortiguadores de aire, los cuales soportan el chasis del
vehículo por encima de los ejes. La altura de los amortiguadores de
aire es controlada por el ingreso y egreso de un fluido presurizado
procedente de una fuente apropiada montada sobre el vehículo, como
por ejemplo un compresor. Una o más válvulas interpuestas se
utilizan tradicionalmente para facilitar el ingreso y egreso del
fluido presurizado, respectivamente dentro y fuera de los
amortiguadores de aire, ajustando de esta forma la altura de los
amortiguadores de aire, y en consecuencia la posición del chasis
del vehículo con respecto a los ejes del vehículo. Dichos sistemas
permiten así mismo que el chasis del vehículo se mantenga en una
orientación sustancialmente alineada con los ejes mientras el
vehículo está estacionario. Esto se lleva a cabo mediante la
regulación individual de las alturas de los amortiguadores de aire
que soportan el chasis del vehículo sobre los ejes. Una desventaja
de dichos sistemas, sin embargo, es que el chasis puede solo estar
situado con respecto a los ejes. De manera que si los ejes están
dispuestos en una orientación no deseable, el chasis, aunque a nivel
con los ejes, estará también dispuesto en una orientación no
deseable.
Como una alternativa, muchos de estos vehículos,
como por ejemplo los RVs, utilizarán así mismo una pluralidad de
gatos hidráulicos, que se hacen descender con el fin de elevar el
nivel del suelo del RV cuando está en una situación estacionaria,
aparcada. Sin embargo, en ciertas situaciones, no se permite el uso
de gatos hidráulicos, como por ejemplo cuando el RV está aparcado
en un estacionamiento de asfalto, dado que los gatos podrían dañar
el asfalto. Por tanto, la nivelación del vehículo no puede llevarse
a cabo en estas circunstancias. Otra desventaja es el coste
asociado con estos sistemas, dado que pocos de los componentes
estándar del vehículo son utilizados en ellos. Esto es, los gatos
hidráulicos, las válvulas de control, las conducciones hidráulicas,
la unidad de control electrónica, y la interfaz de usuario, así
como otros componentes deben instalarse en el vehículo, sobre y
además de todos los componentes estándar que ya están instalados. De
esta manera, estos componentes suplementarios incrementan el coste
del vehículo con el fin de obtener la característica de
nivelación.
Así mismo, algunos RVs pueden utilizar los
amortiguadores de aire de la suspensión existentes para ajustar la
altura del suelo y para nivelar el suelo mediante el empleo de
interruptores de mercurio, u otros controles que suban o bajen
algunos de los amortiguadores de aire para regular la altura del
suelo con respecto a los ejes del vehículo hasta que se alcance un
estado nivelado. Algunos ejemplos de dichos sistemas de nivelación
accionados por fluido para remolques, RVs, etc., se muestran en las
Patentes estadounidenses 5,228,704, 5,465,209, 5,180,024,
5,499,845, 6,431,557 y 6,428,026. Sin embargo, debe apreciarse que
estos sistemas pueden ser útiles en situaciones en las que la
distribución del peso cambie en un vehículo aparcado o de cualquier
manera estacionario. Sin embargo, estos sistemas siguen siendo
ineficaces para nivelar el chasis de un vehículo cuando los propios
ejes del vehículo no están en una orientación de nivelación.
Las Patentes anteriormente relacionadas divulgan
numerosos sistemas de control de la nivelación y de la suspensión
para amortiguadores de aire de vehículos, algunos de los cuales son
operativos mientras el vehículo se está desplazando, mientras otros
son accionados mientras el vehículo está estacionario. La mayoría de
estos sistemas utilizan amortiguadores de aire para regular la
altura del chasis del vehículo con respecto a los ejes o a la
estructura de soporte de las ruedas con el fin de conseguir una
posición de nivel. Así mismo, muchos de estos sistemas requieren
sistemas de control separados que se suman a los componentes de la
suspensión existentes y al sistema neumático de control deslizable
del vehículo.
Por al menos estas razones, se considera
deseable desarrollar un sistema de suspensión neumática que supere
estos así como otros inconvenientes.
Se llama también la atención respecto de la
divulgación contenida en el documento JP-
04-071918A.
La presente invención, en un aspecto,
proporciona un procedimiento de colocación del chasis de un vehículo
de un vehículo en alineación aproximada con un plano de referencia
predeterminado, teniendo el vehículo al menos un eje y un sistema
de suspensión de fluido, siendo el plano de referencia
predeterminado un plano de referencia imaginario independiente de
la distancia del chasis del vehículo con respecto a los ejes o
ruedas, comprendiendo el sistema de suspensión de fluido una
pluralidad de miembros de suspensión de fluido dispuestos entre el
eje y el chasis, un dispositivo de control, una fuente de fluido
presurizado y un paso de escape en comunicación de fluido con la
pluralidad de miembros de suspensión de fluido a través del
dispositivo de control, una unidad de control electrónico
operativamente asociada con el dispositivo de control, comprendiendo
el procedimiento las etapas
de:
de:
- a)
- la provisión de un sensor de alineación soportado sobre el chasis para emitir de salida una señal indicativa de la orientación del chasis con respecto a la unidad de control electrónico;
- b)
- la adquisición de una señal emitida de salida por el sensor de alineación;
- c)
- la comparación de la señal procedente del sensor de alineación con los datos asociados con la orientación del plano de referencia predeterminado y almacenados en la unidad de control electrónico como datos de alineación;
- d)
- la determinación de qué lado, el frontal derecho, el frontal izquierdo, el trasero izquierdo, el trasero derecho, el entero frontal, el entero trasero, el entero izquierdo, o el entero lado derecho es la posición elevada del chasis del vehículo;
- e)
- la determinación de si la posición elevada puede ser bajada lo suficiente para conseguir que el chasis del vehículo se disponga en alineación aproximada con el plano de referencia predeterminado; y
- f)
- el accionamiento selectivo del dispositivo de control para permitir la comunicación de fluido entre el uno o más miembros de suspensión de fluido apropiados y el escape de fluido hasta que la señal procedente del sensor de alineación se corresponda aproximadamente con los datos de alineación.
\vskip1.000000\baselineskip
La invención, en otro aspecto, proporciona un
sistema de control adaptado para situar el chasis de un vehículo de
un vehículo estacionario en alineación aproximada con un plano de
referencia predeterminado, incluyendo el vehículo unos ejes y unas
ruedas, y siendo el plano de referencia predeterminado un plano de
referencia imaginario independiente de la distancia del chasis del
vehículo con respecto a los ejes o las ruedas, comprendiendo el
sistema de control:
- \quad
- una pluralidad de miembros de suspensión de fluido que soportan de manera ajustable el chasis sobre un eje del vehículo estacionario;
- \quad
- una fuente de fluido presurizado operativamente conectada a los miembros de suspensión de fluido;
- \quad
- un dispositivo de control operativamente conectado entre la fuente de fluido y los miembros de suspensión de fluido para controlar el flujo de fluido presurizado hacia y desde los miembros de suspensión de fluido;
- \quad
- un sensor de alineación soportado sobre el chasis para emitir de salida una señal indicativa de la orientación del chasis; y
- \quad
- una unidad de control electrónico operativamente conectada al dispositivo de control y al sensor de alineación, recibiendo la unidad de control electrónico la señal procedente del sensor de alineación y que puede ser accionada para:
- \quad
- comparar la señal procedente del sensor de alineación con los datos asociados con la orientación del plano de referencia predeterminado y almacenados en la unidad de control electrónico como datos de alineación;
- \quad
- determinar qué lado entre el frontal derecho, el frontal izquierdo, el trasero izquierdo, el trasero derecho, el entero frontal, el entero trasero, el entero izquierdo y el entero derecho, es la posición elevada del chasis del vehículo;
- \quad
- determinar si la posición elevada puede bajarse lo suficiente para conseguir que el chasis del vehículo se sitúe en alineación aproximada con el plano de referencia predeterminado; y
- \quad
- activar selectivamente el dispositivo de control para ajustar uno o más miembros de suspensión de fluido hasta que la señal procedente del sensor de alineación sea indicativa de que el chasis está aproximadamente alineado con el plano de referencia predeterminado.
\vskip1.000000\baselineskip
Se proporciona un procedimiento de colocación
del chasis de un vehículo en alineación aproximada con un plano de
referencia predeterminado. El vehículo tiene un eje y un sistema de
suspensión de fluido. El sistema de suspensión de fluido se compone
de una pluralidad de miembros de suspensión de fluido, un
dispositivo de control, una fuente de fluido presurizado, y un paso
de escape. Los miembros de suspensión de fluido están dispuestos
entre el eje y el chasis del vehículo. La fuente de fluido
presurizado y el paso de escape están en comunicación de fluido con
una pluralidad de miembros de suspensión de fluido a través del
dispositivo de control. El vehículo incluye así mismo una unidad de
control electrónico operativamente asociada con el dispositivo de
control. El procedimiento incluye las etapas de la provisión de un
sensor de alineación soportado sobre el chasis para emitir de
salida una señal indicativa de la orientación del chasis hacia la
unidad de control electrónico y la adquisición de una señal emitida
por el sensor de alineación. Otra etapa incluye la comparación de la
señal procedente del sensor de la alineación con los datos de
alineación almacenados en la unidad de control electrónico. Una
etapa adicional incluye el accionamiento selectivo del dispositivo
de control para permitir la comunicación de fluido entre uno o más
de los miembros de suspensión de fluido y uno entre la fuente de
fluido presurizado y el escape de fluido hasta que la señal
procedente del sensor de alineación se corresponda aproximadamente
con los datos de alineación.
Se proporciona un sistema de control adaptado
para situar el chasis de un vehículo de un vehículo estacionario en
alineación sustancial con un plano de referencia predeterminado e
incluye una pluralidad de miembros de suspensión de fluido que
soportan de manera ajustable el chasis sobre un eje del vehículo
estacionario. Una fuente de fluido presurizado está operativamente
conectada a los miembros de suspensión de fluido. Un dispositivo de
control está operativamente conectado entre la fuente de fluido y
los miembros de suspensión de fluido para controlar el flujo de
fluido presurizado hacia y desde los miembros de suspensión de
fluido. Un sensor de alineación es soportado sobre el chasis para
emitir de salida una señal indicativa de la orientación del chasis.
Una unidad de control electrónico está operativamente conectada al
dispositivo de control y al sensor de alineación. La unidad de
control electrónico está destinada a recibir la señal procedente del
sensor de alineación y activar de manera selectiva el dispositivo
de control para ajustar uno o más de los miembros de suspensión de
fluido para que la señal procedente del sensor de alineación sea
indicativa de que el chasis está aproximadamente alineado con el
plano de referencia predeterminado.
Se proporciona un procedimiento de ubicación de
un chasis de vehículo de un vehículo estacionario en alineación
aproximada con un plano de referencia predeterminado. El vehículo
tiene un eje y un sistema de suspensión de fluido. El sistema de
suspensión de fluido incluye una pluralidad de miembros de
suspensión de fluido, un sistema de control, una fuente de fluido
presurizado y un paso de escape. Los miembros de suspensión de
fluido están dispuestos entre el eje y el chasis del vehículo. La
fuente de fluido presurizado y el paso de escape están en
comunicación de fluido con la pluralidad de miembros a través del
dispositivo de control. El vehículo incluye así mismo una unidad de
control electrónico operativamente asociada con el dispositivo de
control. El procedimiento incluye las etapas de la provisión de un
sensor de alineación soportado sobre el chasis para emitir de
salida una señal indicativa de la orientación del chasis hacia la
unidad de control electrónico, y la adquisición de unas señales
emitidas de salida por el sensor de alineación. Otra etapa incluye
la comparación de la señal procedente del sensor de alineación con
los datos de alineación almacenados en la unidad de control
electrónico. Una etapa adicional incluye la activación selectiva del
dispositivo de control para permitir la comunicación entre uno o
más miembros de suspensión de fluido y un elemento entre la fuente
de fluido presurizado y el escape de fluido hasta que la señal
procedente del sensor de alineación se corresponda aproximadamente
con los datos de alineación.
La presente invención proporciona un sistema de
control electrónico para nivelar el chasis de un vehículo, como por
ejemplo el bastidor, el bastidor auxiliar, el suelo y/o el cuerpo de
un RV o de un remolcador a larga distancia que utilice los
componentes de suspensión neumática existentes para el sistema de
desplazable del vehículo, evitando componentes adicionales que
dupliquen el coste y el uso de espacio adicional con el fin de
proporcionar el efecto de nivelación deseado del chasis del
vehículo, especialmente, cuando el vehículo está estacionario.
Otra característica distintiva de la invención
consiste en proporcionar un sistema de nivelación que requiere solo
la adición de un sensor de alineación u otro dispositivo de
detección del nivel, como pueden ser, por ejemplo, un acelerómetro,
un sensor de la inclinación, un giroscopio o sensor de tipo similar.
El sensor de alineación es soportado sobre el chasis del vehículo y
está operativamente conectado con una unidad de control electrónico
(ECU), que se utiliza para controlar el sistema de suspensión de la
marcha en combinación con el software del ECU para ejecutar un
procedimiento de la presente invención.
Otra característica distintiva adicional de la
invención consiste en proporcionar un sistema de control de
nivelación con el horizonte que alinee el chasis del vehículo con
respecto a un horizonte artificial u otro plano de referencia
predeterminado independiente de la distancia del chasis del vehículo
respecto de los ejes o ruedas, mediante la introducción de éste
horizonte artificial o del plano de referencia predeterminado en el
software del ECU.
Otra característica distintiva de la invención
consiste en dotar al sistema de un interbloqueo por medio de un
sistema estándar de nivelación de la altura para asegurar que la ECU
automáticamente desconecta el sistema de nivelación del horizonte
de la invención y pasa a la nivelación de la altura desplazable
normal tras el movimiento del vehículo o tras la colocación del
vehículo en una marcha de transmisión de preparación para un
posterior movimiento.
Un aspecto adicional de la invención consiste en
posibilitar que el sistema determine si los amortiguadores de aire
individuales tienen la suficiente carrera para posibilitar que el
vehículo consiga un estado de nivel después de que la inclinación u
orientación del vehículo se ha determinado inicialmente por el
sistema antes de intentar llevar a cabo la nivelación efectiva
mediante la introducción o expulsión del aire dentro o desde los
amortiguadores de aire seleccionados.
Una característica distintiva adicional de la
invención consiste en la capacidad de regular las alturas de los
resortes de aire individuales en una secuencia determinada, por
ejemplo ajustando inicialmente grandes magnitudes de desnivel
mediante el ajuste de los amortiguadores de aire situados sobre un
lado del vehículo, después de lo cual pueden compensarse magnitudes
de altura menores mediante el ajuste individual ya sean del
amortiguador de aire frontal o trasero situados sobre el lado
seleccionado del vehículo.
Otra ventaja adicional de la presente invención
consiste en posibilitar que el sistema inicialmente expulse aire de
los amortiguadores de aire situados sobre un lado o esquina elevado
del vehículo después de que el desnivel se ha detectado por el
dispositivo de detección del nivel, antes de introducir un fluido
presurizado adicional dentro de uno o más de los amortiguadores de
aire para elevar un lado inferior, reduciendo de esta forma el
agotamiento del suministro de fluido presurizado y reduciendo al
mínimo el trabajo adicional por parte del compresor del
vehículo.
En resumen, la invención proporciona un sistema
de nivelación con el horizonte que utiliza la mayoría de las
características distintivas y componentes del sistema desplazable de
suspensión neumática de un vehículo como por ejemplo, un RV, un
remolque de viaje o un remolque a larga distancia, mediante la
adición de un dispositivo de detección del nivel y mediante la
programación de la ECU con un horizonte artificial u otro plano de
referencia predeterminado. El presente sistema está adaptado para
ajustar la orientación del chasis del vehículo en alineación con el
horizonte artificial con independencia de la posición de los ejes
del vehículo.
El procedimiento de la invención puede así mismo
comprender las etapas de la provisión de unos datos de fin de
carrera indicativos de una orientación extrema de la orientación del
chasis, el almacenamiento de los datos de fin de carrera dentro de
la unidad de control electrónico, la adquisición de una señal a
partir del sensor de la alineación indicativa de la orientación del
chasis, y la comparación de la señal con los datos de fin de
carrera antes de la etapa f).
El procedimiento de la invención puede así mismo
comprender también una etapa de provisión de un detector de la
altura soportado entre el eje y el chasis, emitiendo de salida el
detector de la altura una posición indicativa de la posición del
chasis con respecto al eje.
En este caso, el procedimiento puede así mismo
comprender las etapas de la provisión de unos datos de fin de
carrera indicativos de una posición extrema del chasis con respecto
al eje, el almacenamiento de los datos de fin de carrera dentro de
la unidad de control electrónico, la adquisición de una señal
procedente del detector de la altura indicativa de la posición del
chasis con respecto al eje, y la comparación de la señal con los
datos de fin de carrera antes de la etapa f).
Este procedimiento puede así mismo comprender
las etapas de la determinación de si la diferencia entre la señal
procedente del detector de la altura y los datos de fin de carrera
excede un valor predeterminado, y el accionamiento selectivo de la
unidad de control electrónico del dispositivo de control para
detener el flujo de fluido presurizado a través de aquél si se
excede el valor predeterminado.
La invención se describirá con mayor
detenimiento con referencia a los dibujos que se acompañan.
La Figura 1 es un diagrama esquemático del
sistema de nivelación con el horizonte y de sus componentes montado
en un vehículo de eje doble tradicional.
La Figura 2, la cual incluye las subfiguras 2A,
2B y 2C, es un diagrama de flujo de un procedimiento de la presente
invención para llevar a cabo la alineación del chasis de un
vehículo.
La Figura 3, la cual incluye las subfiguras 3A,
3B y 3C, es un diagrama de flujo de un procedimiento de alineación
modificado del chasis de un vehículo.
La Figura 4 es una representación esquemática de
la manera en la cual el chasis de un vehículo es alienado por los
procedimientos mostrados por los diagramas de flujo de las Figuras 2
y 3.
La Figura 5 es una vista lateral esquemática de
un vehículo que va a ser alineado mediante el procedimiento y el
sistema de la presente invención.
La Figura 6 es una vista en sección fragmentaria
de tamaño ampliado tomada sobre la línea 6-6 de la
Figura 5.
La Figura 7 es una vista esquemática orientada
en la dirección de la línea 7-7 de la Figura 5.
La Figura 8 es una vista en planta esquemática
del sistema de suspensión y del panel del control situados dentro
del vehículo.
Las mismas referencias numerales se refieren a
las mismas partes a lo largo de los dibujos.
Debe entenderse que el término chasis, tal y
como se expone en la presente memoria, se refiere genéricamente a
una masa sobre muelles del vehículo, la cual típicamente incluye uno
o más de los componentes soportados sobre los miembros de
suspensión de fluido. Este puede incluir, pero no se limita a, un
bastidor, un bastidor auxiliar, un suelo y/o un cuerpo del
vehículo, por ejemplo. Así mismo, los términos, nivel, nivelación y
términos similares, tal y como se utilizan en la presente memoria,
como por ejemplo en el término "nivelación con el horizonte",
por ejemplo, no pretenden en modo alguno quedar limitados a la
nivelación horizontal o vertical. Por el contrario, dichos términos
se refieren a una alineación sustancial con un plano de referencia
predeterminado con independencia del plano de orientación de
referencia predeterminado.
La Figura 1 es una representación esquemática
del sistema de nivelación con el horizonte de la presente invención
que se indica genéricamente con la referencia numeral 1, y que se
ilustra en cuanto es utilizado en un vehículo 2, como por ejemplo
un RV. Sin embargo, el sistema 1 puede ser utilizado en otros tipos
de vehículos, como por ejemplo remolques de viaje, remolques de
camión a larga distancia, ambulancias, y vehículos de transporte de
personal. El sistema puede así mismo ser utilizado en un
equipamiento estacionario, como por ejemplo una plataforma de tiro,
que sea soportada sobre unos miembros de suspensión de fluido, como
por ejemplo amortiguadores de aire. El vehículo 2 incluye una
pluralidad de ruedas 3, una de las cuales se ilustra en cada esquina
del vehículo, y un sistema de suspensión de fluido, FSS. El sistema
de suspensión de fluido incluye unos amortiguadores de aire 6, 7, 8
y 9 montados en posición adyacente a cada rueda 3 en los extremos de
los ejes frontal y trasero de soporte 11 y 12 y soporta sobre él el
chasis 4 de un vehículo. Para vehículos más pequeños, puede
utilizarse únicamente un solo eje que tenga un par de
amortiguadores de aire. Sin embargo, para la mayoría de los RVs u
otras piezas de equipamiento o vehículos grandes, al menos se
utilizará un par de ejes que incorpore uno o más amortiguadores de
aire adyacentes a cada extremo de aquéllos.
Los amortiguadores de aire presentan una
estructura habitual que incorpora un par de miembros terminales
separados 15 y 16 (Figuras 5 y 6) con un manguito flexible
interpuesto 17 que constituye una cámara de fluido interna. Algunos
ejemplos de amortiguadores de aire conocidos se muestran en las
Patentes estadounidenses Nos. 5,374,037, 4,852,861 y 4,718,650.
También pueden ser utilizados unos miembros de suspensión del tipo
aire sobre amortiguador dentro del alcance de la presente
invención, como por ejemplo se muestra en la Patente estadounidense
No. 4,712,776.
El sistema de nivelación 1 incluye un compresor
20, el cual puede ser eléctricamente operado o accionado por el
motor del vehículo o de otra manera adecuada, para suministrar
fluido presurizado, generalmente aire, a través de una tubería de
suministro 21 hasta un depósito o tanque de suministro 22. Debe
señalarse que se sabe que dichos compresores pueden ser accionados
de forma independiente respecto del motor del vehículo. Un secador
23 puede estar incluido de forma opcional y, de modo preferente,
estar interconectado mediante fluido a lo largo de la tubería 21
para eliminar la humedad procedente del fluido presurizado antes de
entrar en el depósito 22. Si se desea, el fluido presurizado puede
ser suministrado directamente a los amortiguadores de aire desde el
compresor sin pasar primero por el depósito 22.
Un montaje principal 25 de válvulas de control
que incluye una válvula de admisión 26, una válvula de escape 27 y
unas válvulas 28, 29, 30 y 31 de control de los amortiguadores de
aire individuales. La válvula de admisión 26 está en comunicación
de fluido con el depósito 22 a través de la tubería de suministro de
fluido 33 y la válvula de escape 27 está en comunicación de fluido
con un silenciador 34 del escape. Las válvulas de control
individuales 28, 29, 30 y 31 están conectadas en comunicación de
fluido con los amortiguadores de aire individuales 6, 7, 8 y 9,
respectivamente, mediante las tuberías de fluido 35, 36, 37 y 38,
respectivamente. Debe comprenderse con claridad que el montaje de
válvulas 25 descrito con anterioridad e ilustrado en la Figura 1 es
simplemente un ejemplo de un montaje de válvulas apropiado y que
puede ser utilizada cualquier otra disposición apropiada sin
apartarse de los principios de la presente invención. Por ejemplo,
pueden ser utilizadas válvulas de posiciones múltiples, como por
ejemplo válvulas bidireccionales o tridireccionales en lugar de las
una o más válvulas de control mostradas y descritas.
Cada uno de los amortiguadores de aire puede, de
modo opcional, incorporar un sensor o detector de la altura,
indicado genéricamente con la referencia numeral 40, asociado con
aquellos y que puede tener cualquier estructura de las varias
conocidas. Los sensores 40 de la altura podrían utilizar el sistema
de efecto Hall, sónicos, por infrarrojos, de resistencia o
similares, que actuarán sobre, dentro o simplemente en combinación
con los amortiguadores de aire que son todos sobradamente conocidos
en la técnica de los amortiguadores de aire. Algunos ejemplos de
dichos detectores de la altura de los amortiguadores de aire que son
parte de un mismo amortiguador de aire se muestran en las Patentes
estadounidenses Nos. 6,707,045, 5,229,829 y 4,789,369. Sin embargo,
como se muestra en la Figura 6, el sensor 40 de la altura puede ser
un componente separado soportado por fuera sobre el vehículo y que
se extienda entre porciones separadas del vehículo, como por ejemplo
entre el eje y el chasis o la carrocería del vehículo. Cada sensor
40 de la altura es, de modo preferente, soportado en posición
adyacente a uno de los amortiguadores de aire individuales y está
también en comunicación con una unidad de control electrónico (ECU)
42, como por ejemplo mediante una línea de control 43. Así mismo,
una señal de fin de carrera puede ser emitida de salida por los
sensores de la altura que indique que se ha alcanzado o está siendo
alcanzada una de las posiciones extremas, como por ejemplo que la
completamente extendida o la completamente comprimida del
amortiguador de aire asociado ha sido alcanzada o se está
alcanzando. Alternativamente, los datos de fin de carrera pueden
ser determinados por la ECU en base a una comparación de la señal
procedente del detector de la altura con los valores conocidos de
fin de carrera almacenados en la ECU. La ECU 42 se muestra en la
Figura 1 conectada a un interruptor de servicio opcional 45 mediante
la línea de control 46 para accionar de manera selectiva los datos
hidráulicos que, de modo opcional están dispuestos en muchos RVs.
De forma opcional, el interruptor puede así mismo incluir unas
posiciones de ACTIVADO y/o DESACTIVADO (Figura 8) con destino al
sistema de nivelación automático utilizado durante el funcionamiento
del vehículo. La ECU 42 está también conectada a un interruptor 49
de la altura mediante una línea de control 50, al interruptor de
encendido 51 del vehículo accionado por llave mediante una línea de
control 52 y a un par de luces indicadoras 55 y 56 mediante las
líneas de control 57 y 58, respectivamente. El interruptor 49 de la
altura puede, de modo opcional, ser un interruptor de selección de
la altura de múltiples posiciones para su uso cuando el vehículo
pueda ser accionado de manera selectiva en una pluralidad de
alturas. La ECU 42 está así mismo conectada operativamente al
indicador de la velocidad del vehículo o velocímetro 59 mediante una
línea de control 60, y a las válvulas de control individuales del
amortiguador de aire de la unidad de control 25 de las válvulas
mediante una pluralidad de líneas de control, indicadas de forma
colectiva con la referencia numeral 61. En cuanto tal, la ECU 42
está adaptada para accionar de forma selectiva una o más entre la
pluralidad de válvulas. Debe apreciarse que cualquier dispositivo
apropiado indicativo del desplazamiento o de la velocidad puede
estar conectado de manera operativa a la ECU además de o como una
alternativa al velocímetro 59.
Muchos de los componentes descritos con
anterioridad y su forma de empleo son estándar en muchos sistemas
de suspensión neumática de vehículos utilizados en los RVs y en
remolques para ofrecer un sistema de nivelación de múltiples
posiciones y una característica deslizable deseada del vehículo. Así
mismo, debe apreciarse que las comunicaciones hacia y desde los
diversos dispositivos y componentes del vehículo, como por ejemplo
la ECU 42, el interruptor 49 de la altura y el velocímetro 59, por
ejemplo, pueden ser transmitidas de cualquier manera apropiada. Por
ejemplo, cada uno de los dispositivos y componentes puede estar
cableados a los demás de acuerdo con lo prescrito por cada uno de
los diversos sistemas operativos existentes en el vehículo,
comunicándose las señales entre los dispositivos y componentes a lo
largo de los cables individuales. A modo de ejemplo, si cinco
sistemas diferentes del vehículo dependen de una señal procedente
del velocímetro, cinco cables diferentes pueden estar
interconectados al velocímetro para proporcionar la señal emitida de
salida por el velocímetro directamente hasta cada uno de los
sistemas. Sin embargo, muchos vehículos en la actualidad incluyen un
sistema de comunicación de bus CAN que conecta en red conjuntamente
los distintos dispositivos y componentes. Dichos sistemas de
comunicaciones de bus CAN son bien conocidos y habitualmente
utilizados. Estos sistemas pueden incluir un controlador autónomo o
estar integrados alternativamente en otro controlador del vehículo,
como por ejemplo la ECU 42. Un ejemplo de un estándar o protocolo
apropiado para dichos sistemas es el SAE J1939. No obstante, debe
apreciarse que existe una diversidad de protocolos distintos y que
podrían alternativamente ser utilizados, como por ejemplo el
CANOpen y DeviceNET. Una ventaja de la utilización de un sistema de
comunicación de bus CAN es que el cableado físico efectivo del
vehículo se simplifica en gran medida. Otra ventaja es que la
adición de un nuevo dispositivo y/o sistema puede ponerse en
práctica sin una modificación física considerable del vehículo. Por
ejemplo, el nuevo sistema puede ser añadido al vehículo simplemente
mediante el montaje apropiado de un nuevo dispositivo del vehículo,
colocando el dispositivo en comunicación con el sistema de
comunicación de bus CAN, y efectuando las correspondientes
modificaciones de software y/o firmware en los dispositivos y/o
componentes actuales. Una vez instalado, el nuevo sistema puede
enviar y recibir cualquier otra señal, información y/o datos a
través del sistema de comunicación de bus CAN para activar el
sistema recientemente añadido.
De acuerdo con la invención, un sensor de
alineación o un dispositivo de detección del nivel, el cual se
indica genéricamente con la referencia numeral 65 y que se muestra
de forma esquemática en las Figuras 5 a 7, está montado en o está
conectado de forma operativa al chasis 4 del vehículo. El
dispositivo 65 proporciona una señal de alineación a la ECU 42 a
través de una línea de control 66. La señal de alineación es
indicativa de la orientación del chasis del vehículo. El
dispositivo de detección 65 del nivel puede consistir en cualquier
tipo apropiado de aparato, como por ejemplo un acelerómetro, un
sensor de la inclinación, un sensor giroscópico, y un transductor u
otro dispositivo que pueda detectar la posición, orientación o la
cantidad de inclinación de un cuerpo estructural, y proporcionar
una señal, como por ejemplo una tensión o corriente relativa, en
cuanto a la posición, orientación o cantidad de inclinación
aproximadas del cuerpo estructural asociados con aquellos. Un tipo
específico del dispositivo de detección del nivel es un acelerómetro
de eje doble fabricado por Memsic, Inc. de North Andover, MA,
identificado como modelo MXR299ML. Este sensor funciona en base a un
principio térmico, generando una señal, como por ejemplo un voltaje
de salida, tanto para el eje X como para el eje Y que varía de
acuerdo con la orientación angular del sensor. El acelerómetro 65
proporciona un valor analógico o digital o una señal que depende de
la inclinación o de la desviación del nivel del chasis del vehículo
sobre el cual el sensor se apoya. Esta señal es suministrada a la
ECU 42 a través de la línea 66. El acelerómetro 65 puede estar
fijado a cualquier parte del chasis del vehículo sin que ello afecte
a la invención. Por ejemplo, el acelerómetro podría estar fijado a
una porción de un bastidor, como por ejemplo a un travesaño, o a
una porción de la carrocería, como por ejemplo un techo, una pared
lateral o un suelo. Así mismo, el acelerómetro puede, de forma
opcional, estar montado en posición central sobre el chasis del
vehículo. Sin embargo, no se requiere un montaje central.
De esta forma, de acuerdo con unas de las
características distintivas de la invención, un típico sistema de
suspensión neumática, para un vehículo, de acuerdo con lo descrito
con anterioridad, es utilizado sin modificaciones materiales en
dicho sistema, con la excepción de la incorporación de un sensor de
la alineación o dispositivo de la detección del nivel que está
conectado de forma operativa a la ECU 42, en combinación con el
software apropiado utilizado por la ECU 42, para proporcionar las
características distintivas expuestas en las Figuras 2 a 4 y
analizadas en las líneas que siguen.
La Figura 8 representa un tipo de panel de
control 70 el cual puede estar situado en el panel de instrumentos
del vehículo para el control tanto del sistema de suspensión
deslizable del vehículo durante su funcionamiento dinámico como
también del sistema de nivelación con el horizonte de la presente
invención. El panel 70 incluye un interruptor 49 de la altura que
controla el sistema de nivelación deslizable habitual del vehículo,
las luces indicativas 55 y 56, el interruptor de servicio 45, y un
interruptor 72 de nivelación con el horizonte que está conectado a
la ECU 42 mediante una línea de control 73 (Figura 1). Una luz de
indicación 74 está conectada a la ECU 42 por una línea de control
69. El interruptor de servicio 45 será desplazado a una de las tres
posiciones, tal y como se muestra en la Figura 8. La posición del
interruptor puede estar iluminada por una iluminación posterior
para indicar la posición seleccionada. Si se desea, el panel 70
podría ser una pantalla táctil la cual eliminaría los interruptores
de palanca u oscilantes analizados con anterioridad.
De acuerdo con una de las características de la
invención, una posición u horizonte de nivel artificial se indica
de forma esquemática mediante la línea de puntos y rayas 71 (Figuras
5 y 6). Este horizonte artificial se programa en la ECU 42 como
plano de referencia predeterminado. El plano de referencia
predeterminado es un plano de referencia imaginario que el sistema
utiliza para alinear el chasis del vehículo con independencia de la
orientación de los ejes, de las ruedas del vehículo o del terreno de
soporte. Aunque la línea 71 mostrada en las Figuras 5 y 6 aparece
como sustancialmente horizontal, debe apreciarse que la línea 71
podría estar dispuesta en cualquier orientación deseada de acuerdo
con lo establecido en la presente memoria con anterioridad.
Las etapas para el desarrollo de una forma de
realización de la presente invención se ilustran en la Figura 2,
ilustrándose una segunda forma de realización en la Figura 3,
mediante los diagramas de flujo contenidos en la presente memoria.
Con referencia a la Figura 2, el operador del vehículo, después de
que el vehículo se detiene en un área, como por ejemplo un
estacionamiento, un terreno para acampar, o zona similar, accionará
el sistema de nivelación con el horizonte mediante el accionamiento
del interruptor de control 72 situado en el panel 70 dentro de la
porción de la cabina del vehículo, tal y como se indica mediante el
bloque 75 (Figura 2A). En una disposición preferente, esto se lleva
a cabo oprimiendo y reteniendo el interruptor de control 72 durante
un periodo de tiempo predeterminado. Una sujeción por botón similar
puede también ser utilizada para desconectar el sistema. De esta
forma, se reduce al mínimo la posibilidad de una puesta en marcha
inadvertida (o, alternativamente, de una desconexión) del sistema,
como por ejemplo dándole un golpe al interruptor. Un ejemplo de una
duración apropiada para la retención del interruptor en la posición
oprimida oscila entre, de modo aproximado 3 y, de modo aproximado,
10 segundos y, de modo preferente, alrededor de 4 segundos.
La ECU 42 inicialmente determina si el chasis
del vehículo está alineado con el plano de referencia predeterminado
en el bloque 77 mediante la comparación de las señales recibidas
desde el acelerómetro 65 con respecto al horizonte artificial 71
prefijado en la ECU 42. Si el suelo del vehículo u otro plano de
referencia está dentro de un margen aceptable a uno y otro lado del
horizonte artificial 71, la ECU enviará una señal y accionará una
luz indicadora 74, como se representa mediante el bloque 78, la cual
advertirá visualmente al conductor de que el vehículo está
adecuadamente alineado. Si la ECU detecta que el chasis del vehículo
está fuera de alineación con el plano de referencia predeterminado,
determinará entonces si la magnitud en la que el chasis del
vehículo está fuera de alineación se encuentra dentro de la
capacidad del sistema para su corrección en el bloque 79. Si está
fuera de la capacidad del sistema, enviará una señal al operador,
por ejemplo un sonido audible o una luz en ráfagas 74, como se
muestra mediante el bloque 80, la cual inmediatamente advierte al
conductor de que el vehículo está excesivamente desequilibrado y de
que el sistema de suspensión no podrá compensar en la medida
suficiente la irregularidad del terreno sobre el cual el vehículo
está actualmente aparcado. El conductor puede entonces recolocar el
vehículo en ese emplazamiento o dirigirse a un emplazamiento
diferente, más nivelado. Si la señal de fuera de nivel generada por
el acelerómetro 65 está dentro de la capacidad del sistema para que
pueda corregirse, la ECU avanzará entonces hasta el bloque 81 donde
detectará qué lado del vehículo está por encima del horizonte
artificial 71, esto es, el lado derecho 62 o el lado izquierdo 63,
como se muestra en la Figura 7.
Tras la determinación en el bloque 81 respecto a
cuál es el lado elevado del vehículo, a continuación se lleva a
cabo una determinación en el bloque 82 (suponiendo a los fines de la
presente descripción que el lado derecho fue determinado como el
lado elevado) acerca de si la cantidad de desnivel se encuentra
dentro de la capacidad de corrección del sistema de suspensión. Si
se efectúa una determinación de que el lado derecho debe bajarse en
la medida suficiente en el bloque 82, entonces se envía una señal a
través del bloque 83, hasta el bloque 84 (Figura 2C) para
determinar si es la parte frontal 62a o la parte trasera 62b del
lado derecho 62 la que se encuentra fuera de alineación. Después de
que se ha efectuado la determinación en el bloque 84 de que la
parte frontal o trasera está fuera de alineación, el bloque 85
determina si puede bajarse en la medida suficiente para corregir el
desnivel detectado y si es permisible, el bloque 86 proporciona la
señal para bajar el amortiguador de aire apropiado mediante la
expulsión de aire de aquél, por ejemplo desde el amortiguador de
aire 6 dado que éste es el amortiguador de aire situado sobre el
lado derecho trasero del chasis del vehículo.
Si el lado derecho 62 no puede ser bajado en la
medida suficiente, el bloque 88 (Figura 2B) determina si el lado
opuesto 63 puede ser elevado en la medida suficiente para compensar
el desnivel. Si no es así, el bloque 89 emite una luz indicadora 74
en ráfagas que alerta al conductor de que el sistema está todavía
verificando si puede conseguirse la alineación apropiada. Si el
lado izquierdo 63 puede ser elevado en la medida suficiente, el
bloque 90 a través del bloque 84 determina entonces, de acuerdo con
lo expuesto con anterioridad, si la parte frontal o trasera del
lado izquierda está fuera de alineación, y si puede ser bajada para
alcanzar la posición alineada que se desea.
De nuevo aquí, si la parte frontal o trasera
previamente determinada no puede ser bajada, se efectúa una
determinación mediante el bloque 88 de si la parte frontal o
trasera opuesta puede ser elevada. Si no es así, el bloque 91 emite
unas ráfagas de luz 74 acerca de que la alineación deseada no se ha
podido conseguir todavía. Después de que la alineación se ha
conseguido y se ha constatado en el bloque 77 y que se ha enviado la
señal apropiada hacia la luz 74 a través del bloque 78 (Figura 2A),
un circuito temporizador representado por el bloque 92, vuelve a
verificar la alineación del chasis del vehículo después de un
periodo de tiempo prefijado, como por ejemplo una, dos, etc., horas
mediante la secuencia descrita previamente, y efectuará la
corrección requerida, de modo preferente mediante la expulsión de
aire desde los amortiguadores de aire del lado elevado, con el fin
de mantener la alineación del sistema.
Se entiende que si el lado izquierdo 63 del
vehículo se determina mediante el bloque 81 que es el lado elevado,
el mismo procedimiento se lleva a cabo de acuerdo con lo expuesto
con anterioridad para el lado derecho.
Así mismo, si se determina que es el extremo
frontal el que está fuera de nivel en el bloque 84, el mismo
procedimiento se lleva a cabo para el extremo frontal de acuerdo con
lo expuesto con anterioridad para el extremo trasero. Es preferente
que el amortiguador o amortiguadores de aire del lado o extremo
elevado sean bajados antes de que el amortiguador o amortiguadores
de aire del lado extremo inferior sean elevados, dado que ello
implica únicamente la expulsión de aire desde el amortiguador de
aire concreto lo que no agotará el suministro de la presión del
aire en el depósito 22. Sin embargo, si es necesario, el
amortiguador de aire apropiado puede ser elevado suministrándole el
fluido presurizado adicional desde el depósito 22. Esta
característica distintiva evita la utilización prematura del
suministro de fluido presurizado desde el depósito 22.
De esta forma, la ECU inicialmente determina,
dependiendo de la lectura recibida desde el dispositivo indicador
65 del nivel, si la cantidad de desnivel es demasiado grande para
ser compensada por el sistema y para alertar inicialmente al
operador para recolocar el vehículo. Ello evita la necesidad de
intentar la alineación de la carrocería del vehículo mediante el
accionamiento de los amortiguadores de aire apropiados para, solo
entonces, descubrir que la carrocería del vehículo no puede estar
alineada debido al desnivel excesivo del terreno. Ello ahorra
tiempo y la manipulación innecesaria de los componentes de los
amortiguadores de aire, de los suministros de fluido, etc. Así
mismo, el sistema determina qué lado del vehículo es el lado elevado
y entonces si puede ser compensado, y de nuevo, si este desnivel
puede ser compensado y entonces qué esquina o extremo del lado
elevado puede ser bajado para situar la carrocería del vehículo en
alineación con el horizonte artificial o el plano de referencia
predeterminado almacenado en la
ECU 42.
ECU 42.
De nuevo aquí, el aire es expulsado, de modo
preferente, desde el lado elevado de los amortiguadores de aire o
precisamente de un amortiguador de aire de la esquina mejor que la
introducción de aire en los amortiguadores de aire inferiores para
conseguir el nivel deseado para conservar el fluido presurizado
almacenado. Así mismo, es preferente, bajar el chasis del vehículo,
los laterales, o las esquinas para conseguir la nivelación deseada
frente a la elevación de un lado o esquina de aquél para conseguir
la nivelación deseada, dado que un chasis de un vehículo más bajo,
cuando está estacionario, facilita la entrada y salida de los
ocupantes dentro y fuera del chasis del vehículo. De esta forma, si
el chasis del vehículo fue inicialmente elevado para conseguir la
nivelación, ello haría que la entrada y salida fuera ligeramente más
difícil. De nuevo aquí, no es la altura del chasis del vehículo por
encima de las ruedas y de los ejes lo que se controla; es el ajuste
de la nivelación de la carrocería del vehículo con un horizonte
artificial predeterminado el que se utiliza por el sistema mejorado
de la presente invención.
La ECU 42 incluye, de modo preferente, un
microchip estándar que puede ser programado por un experto en la
materia para proporcionar aquellas características distintivas
expuestas con anterioridad y mostradas en las Figuras 2 a 4.
Una forma de realización modificada del
procedimiento mejorado se muestra en las Figuras 3A a 3C. Después
de que se ha efectuado una determinación en el bloque 79 de que la
magnitud del desnivel está dentro de la capacidad del sistema, se
efectúa una determinación en el bloque 100 respecto a cuál es la
dirección que está fuera de alineación, a saber, como se muestra en
la Figura 3B, si es el lado frontal derecho, el frontal izquierdo,
el trasero izquierdo, el trasero derecho, la entera parte frontal,
la entera parte trasera, o la entera parte izquierda, o el entero
lado derecho del chasis del vehículo. Después de que se ha efectuado
esta determinación mediante uno de los bloques, tal y como se
muestra en la Figura 3B, el sistema avanza hacia los bloques de la
Figura 3C el cual a continuación determina, en el bloque 101, si el
emplazamiento que está fuera de alineación puede bajarse en la
medida suficiente y, si es así, si sería el lado inferior de acuerdo
con lo determinado mediante el bloque 102 o de la esquina inferior,
de acuerdo con lo determinado mediante el bloque 103. De nuevo
aquí, si el emplazamiento fuera de alineación no puede ser bajado de
manera efectiva, el sistema a continuación determina, como se
muestra mediante los bloques alternativos de la Figura 3C, si el
emplazamiento opuesto, ya sea un lado, extremo o esquina, puede ser
elevado para compensar la alineación defectuosa. De nuevo aquí, la
luz 74 se emitirá en ráfagas, tal y como se muestra mediante los
bloques 105, si no puede conseguirse la alineación del área
defectuosamente alineada, de manera similar a lo expuesto con
anterioridad para la forma de realización de la Figura 2. Después
de que se ha determinado que puede conseguirse la alineación deseada
bajando un emplazamiento concreto del chasis del vehículo, el
amortiguador de aire apropiado es accionado a través de la válvula
de control apropiada 28 a 31 para expulsar aire de uno o más de los
amortiguadores de aire o, si es necesario, para suministrar aire al
amortiguador de aire apropiado a través de la válvula de control
asociada para elevar la esquina, lado, o extremo desnivelado del
chasis del vehículo.
La diferencia entre el procedimiento de las
Figuras 2 y 3 es que el procedimiento mostrado mediante los
diagramas de flujo de la Figura 2 inicialmente determina qué lado
está fuera de alineación, después de lo cual se determina si es la
parte frontal o trasera de ese lado la que necesita ser ajustada,
mientras que el procedimiento representado mediante el diagrama de
flujo de la Figura 3 determina inmediatamente qué emplazamiento del
chasis del vehículo está fuera de alineación para su posterior
corrección.
La Figura 4 es otra representación esquemática
de cómo el sistema funciona para conseguir la alineación con
respecto a la señal analógica o digital suministrada por el
acelerómetro 65. El punto central 110 representa la alineación
exacta tanto en el eje X como en el eje Y determinada por el
acelerómetro 65. En esta situación, el acelerómetro emitirá de
salida las señales correspondientes a un valor de alcance medio o a
un valor alrededor del punto medio calibrado 110 del acelerómetro a
partir de las lecturas de los ejes X e Y que indiquen que ambos
planos están al nivel del plano de referencia predeterminado. El
círculo interior de líneas y puntos 111 representa esa posición, la
cual, cuando se alcance, indicará que el chasis del vehículo o, como
alternativa, el suelo u otra parte del chasis del vehículo que está
siendo controlada, está sustancialmente alineada con el plano de
referencia predeterminado. El círculo concéntrico exterior 112
representa el desnivel máximo que puede ser compensado por el
vehículo y su sistema de
suspensión.
suspensión.
En el ejemplo concreto de la Figura 4, tras la
señal de salida que excede el valor representado por el círculo
112, indicará que la desalineación o inclinación es excesiva y no
puede ser compensada por el sistema de suspensión del vehículo,
como se representa mediante el bloque 79 de la Figura 2A u otros
bloques, las Figuras 2B y 2C. A modo de ejemplo, supóngase que las
dos señales proporcionadas por el acelerómetro 65 se entrecruzan en
el punto 103, lo cual indica que la parte frontal y el lado
izquierdo deben bajarse hasta que este punto alcance el punto
interior 111. Si el punto medio cae dentro del círculo interior 111,
no se requiere ninguna alineación ulterior por parte del sistema.
Debe apreciarse que dicha determinación de una desalineación
excesiva puede ser utilizada además de o como alternativa al
análisis de fin de carrera descrito con anterioridad. Sin embargo,
en el caso de que este valor de punto cayera fuera del círculo
exterior 112, como por ejemplo se muestra mediante el punto 115, el
sistema entonces indicaría que existe un grado excesivo de
desalineación y que se ha excedido la capacidad de corrección del
sistema de suspensión.
Bajo determinadas circunstancias, puede
determinarse que la orientación del chasis está o estaba dentro de
la capacidad de nivelación del sistema de suspensión, pero después
de una o más operaciones de nivelación un estado de nivelación no
puede ser conseguido. Esta situaciones se representan en los bloques
89 y 91 en las Figuras 2B y 2C así como en los bloques 104 y 105 de
la Figura 3C. Un ejemplo de dicha situación podría ser cuando el
operador haya de forma inadvertida apartado el vehículo en posición
adyacente a un objeto extraño que impida la bajada de una porción
del chasis. En dicha situación, el sistema de suspensión podría
tener la capacidad para nivelar completamente el vehículo, pero el
objeto extraño solo permitirá que el chasis sea parcialmente
nivelado. En la Figura 4, por ejemplo, la orientación inicial del
chasis se indica mediante el punto 113 y el estado parcialmente
nivelado se indica mediante el punto 113'. Bajo dicha circunstancia,
una indicación, como por ejemplo una luz en ráfagas o una señal
audible, por ejemplo, puede ser emitida de salida, por ejemplo
desde el panel de control 70 hasta el operador del vehículo para
indicar que el vehículo ha sido parcialmente nivelado pero
permanece fuera del estado completamente nivelado. De esta manera,
se ofrece al operador la opción de recolocar el vehículo para una
completa nivelación o aceptar el estado existente parcialmente
nivelado.
Debe entenderse con claridad que el horizonte
artificial o el plano de referencia predeterminado referido en la
presente memoria no está en modo alguno limitado a un plano
horizontal o sustancialmente horizontal. Por el contrario, el plano
predeterminado puede ser un plano alineado con cualquier orientación
deseada con respecto al eje X, al eje Y o cualquier combinación de
éstos sin apartarse de los principios de la presente invención. Un
procedimiento de calibración del plano de referencia predeterminado
incluye la colocación física del chasis del vehículo en la
orientación deseada, como por ejemplo cuando el suelo del chasis
está sustancialmente horizontal o inclinado de atrás hacia el
frente siendo la parte frontal sustancialmente inferior a la parte
trasera, por ejemplo. Una vez que el chasis del vehículo está
físicamente orientado, una señal indicativa de que la orientación
se ha adquirido mediante el sensor de alineación y los datos
asociados con la señal son almacenados en la ECU como datos de
alineación. Seguidamente, el sistema opera de acuerdo con lo
expuesto con anterioridad y repetidamente compara la salida de la
señal desde el sensor de alineación con los datos de alineación
existentes en la ECU.
De esta manera, el sistema y el procedimiento
mejorados de la presente invención permiten que el chasis de un
vehículo y, en particular, el suelo u otra pared de un RV, un
remolque u otra estructura, sean fácil y eficientemente alineados
mediante la utilización del sistema existente deslizable de
suspensión neumática del vehículo, mediante la adición del
acelerómetro 65 u otro tipo de sensor de la alineación en
combinación con la ECU 42, la cual ha sido programada de acuerdo
con los diagramas de flujo mostrados en las Figuras 2 y 3. La ECU 42
interpreta los valores de retorno a partir de las lecturas de los
planos X e Y suministradas por el acelerómetro 65 y efectúa los
ajustes de la altura del vehículo por medio del conjunto de
componentes de control de la altura y, en particular, de los
amortiguadores de aire de la suspensión deslizable, con el fin de
conseguir que el chasis del vehículo esté alineado con el plano de
referencia predeterminado, con independencia de la orientación del
terreno, las ruedas o los ejes del vehículo. El sistema utiliza, de
modo preferente, la unidad ECU existente la cual se utiliza para el
sistema de suspensión deslizable normal y la nivelación con las
diversas modificaciones a éste con el fin de conseguir el diagrama
de flujos y los resultados mostrados en las Figuras 2 y 3.
El sistema de control de la presente invención
está provisto también de los pertinentes interbloqueos que actúan
para desactivar de forma selectiva al menos una porción del sistema
de nivelación con el horizonte y devuelve el sistema a la
nivelación de la altura deslizable normal tras el accionamiento de
los interruptores 45 y/o 49. Inmediatamente después de que
cualquiera de estos interruptores han sido accionados, la ECU
desconecta, de modo preferente de forma automática, el sistema de
nivelación automático de la presente invención. Así mismo, el
velocímetro 59 y/u otro componentes de detección del movimiento
apropiado está, de modo preferente, conectado con la ECU 42, por
ejemplo mediante la línea 60, para posteriormente señalar a la ECU
42 para que desactive de manera selectiva el sistema de nivelación
con el horizonte tras la puesta en movimiento del vehículo. De esta
manera, cuando el velocímetro u otro dispositivo emite de salida una
señal indicativa de una velocidad mayor de, de forma aproximada,
cero (0) mph, uno de los sensores de alineación y al menos una
porción de la ECU pueden ser desactivados. Así mismo, el abandono
de la señal de "aparcamiento" o la señal del freno de
emergencia, podría, de modo opcional, señalar a la ECU 42 para que
desconecte el sistema de nivelación. De acuerdo con lo expuesto con
anterioridad, el sistema inicialmente intenta nivelar la altura del
vehículo mediante la expulsión de aire desde los amortiguadores del
aire del lado o extremo elevado para conservar el fluido
presurizado almacenado en el depósito 22. Sin embargo, si es
necesario, el aire puede ser suministrado a los amortiguadores de
aire apropiados desde el depósito 22 a través de las válvulas de
control individuales apropiadas 28 a 31 para elevar la porción de
la carrocería del vehículo para compensar cualquier desalineación en
caso necesario y/o en caso de que se desee.
Se entiende sin dificultad que los sistemas
deslizables de suspensión neumática distintos del mostrado en la
Figura 1, podrían ser utilizados sin afectar al concepto de la
invención, dado que una de las características principales
distintivas es el establecimiento del nivel del horizonte artificial
y el ajuste del amortiguador/amortiguadores de aire apropiados para
conseguir esta posición, la cual se determina mediante un sensor de
alineación o un dispositivo de detección del nivel, como por ejemplo
el acelerómetro 65. De nuevo aquí, podrían ser utilizados otros
tipos de dispositivos de detección del nivel sin afectar al concepto
de la invención. Así mismo, la presente invención puede ser
utilizada en equipamientos estacionarios distintos de los vehículos,
y los amortiguadores de aire ser sustituidos por miembros de
presión hidráulicos, etc., sin afectar a la invención.
Aunque la invención ha sido descrita con
referencia a las formas de realización precedentes y se ha puesto
un énfasis considerable en la presente memoria respecto de las
estructuras y de las interrelaciones estructurales entre las partes
componentes de las formas de realización divulgadas, puede
apreciarse que pueden llevarse a cabo otras formas de realización
de la invención y que pueden efectuarse muchos cambios en las formas
de realización ilustradas y descritas sin apartarse del alcance de
la invención. Evidentemente, otros advertirán la posibilidad de
efectuar modificaciones y alteraciones tras la lectura y comprensión
de la descripción detallada precedente. De acuerdo con ello, debe
entenderse con toda claridad que la materia de la descripción
precedente debe interpretarse simplemente como ilustrativa de la
presente invención y no como una limitación. Estrictamente
hablando, se pretende que la invención quede interpretada incluyendo
todas las modificaciones y alteraciones referidas en tanto en
cuanto se incluyan en el alcance de las reivindicaciones
adjuntas.
Claims (24)
1. Un procedimiento (200, 300) de colocación de
un chasis de vehículo (4) de un vehículo (2) en alineación
aproximada con un plano de referencia predeterminado (71), teniendo
el vehículo al menos un eje (11, 12) y un sistema de suspensión de
fluido (FSS), siendo el plano de referencia predeterminado un plano
de referencia imaginario independiente de la distancia del chasis
del vehículo respecto los ejes o ruedas, comprendiendo el sistema de
suspensión de fluido una pluralidad de miembros de suspensión de
fluido (6 - 9) dispuestos entre el eje y el chasis, un dispositivo
de control (25), una fuente de fluido presurizado (20) y un paso de
escape (34) en comunicación de fluido con la pluralidad de miembros
de suspensión de fluido a través del dispositivo de control, y una
unidad de control electrónico (42) operativamente asociada con el
dispositivo de control, comprendiendo el procedimiento las etapas
de:
- a)
- la provisión de un sensor de alineación (65) soportado sobre el chasis para emitir de salida una señal indicativa de la orientación del chasis con la unidad de control electrónico;
- b)
- la adquisición de una señal emitida de salida por el sensor de alineación (65);
- c)
- la comparación de la señal procedente del sensor de alineación (65) con los datos asociados con la orientación del plano de referencia predeterminado (71) y almacenados en la unidad de control electrónico (42) como datos de alineación;
- d)
- la determinación de qué lado, entre el frontal derecho, el frontal izquierdo, el trasero izquierdo, el trasero derecho, el entero frontal, el entero trasero, el entero lado izquierdo o el entero lado derecho es la posición elevada del chasis de vehículo (4);
- e)
- la determinación de si el emplazamiento elevado puede bajarse en la medida suficiente para situar el chasis de vehículo (4) en alineación aproximada con el plano de referencia predeterminado (71) y,
- f)
- el accionamiento selectivo del dispositivo de control (25) para permitir la comunicación de fluido entre el uno o los varios elementos de suspensión de fluido apropiados (6 - 9) y el escape de fluido (34) hasta que la señal procedente del sensor de alineación (65) se corresponda de forma aproximada con los datos de alineación.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que el dispositivo de control (25) incluye
un bloque de válvulas y una pluralidad de válvulas accionables (26
- 31) soportadas sobre el bloque de las válvulas, y la etapa f)
incluye la unida de control electrónico (42) que acciona de forma
selectiva una o más de la pluralidad de válvulas.
3. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, que comprende así mismo las etapas de la
determinación de si el vehículo (2) está en un estado susceptible
de desplazamiento y en un estado de desplazamiento, y la
desactivación del sensor de alineación (65) o de una porción de la
unidad de control electrónico (42) cuando el vehículo se encuentra
en un estado susceptible de desplazamiento o en un estado de
desplazamiento.
4. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, que comprende así mismo una etapa de calibración
del sensor de alineación (65) antes de la etapa b).
5. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 4, en el que la etapa de calibración incluye la
colocación de una pared del chasis (4) en alineación sustancial con
el plano de referencia predeterminado (71), la adquisición de una
señal emitida de salida desde el sensor de alineación (65) con el
chasis (4) en alineación sustancial con el plano de referencia
predeterminado (71), y el almacenamiento de los datos indicativos de
la señal emitida de salida desde el sensor de alineación en la
unidad de control electrónico (42) como datos de alineación.
6. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, que comprende así mismo la repetición de las
etapas b)
y c).
y c).
7. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, que comprende así mismo las etapas de la provisión
de datos de fin de carrera indicativos de una orientación extrema
del chasis (4), el almacenamiento de los datos de fin de carrera
dentro de la unidad de control electrónico (42), la adquisición de
una señal procedente del sensor de alineación (65) indicativa de la
orientación del chasis, y la comparación de la señal con los datos
de fin de carrera antes de la etapa f).
8. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, que comprende así mismo una etapa de provisión de
un detector (40) de la altura soportado entre el eje (11, 12) y el
chasis (4), emitiendo de salida el detector de la altura una señal
indicativa de la posición del chasis con respecto al eje.
9. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 8, que comprende así mismo las etapas de la provisión
de los datos de fin de carrera indicativos de una posición extrema
del chasis (4) con respecto al eje (11,12), el almacenamiento de
los datos de fin de carrera dentro de la unidad de control
electrónico (42), la adquisición de un señal procedente del
detector (40) de la altura indicativa de la posición del chasis con
respecto al eje, y la comparación de la señal con los datos de fin
de carrera antes de la etapa f).
10. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 9, que comprende así mismo las etapas de la
determinación de si la diferencia entre la señal procedente del
detector (40) de la altura y los datos de fin de carrera excede un
valor predeterminado, y el accionamiento selectivo del dispositivo
de control por la unidad de control electrónico (42) para detener
el flujo de fluido presurizado a través de éste si el valor
predeterminado se sobrepasa.
11. Un sistema de control (1) adaptado para
situar un chasis de vehículo (4) de un vehículo estacionario (2) en
alineación aproximada con un plano de referencia predeterminado
(71), incluyendo el vehículo unos ejes (11, 12) y unas ruedas (3),
y siendo el plano de referencia predeterminado un plano de
referencia imaginario independiente de la distancia del chasis del
vehículo respecto de los ejes o las ruedas, comprendiendo el
sistema de control:
- \quad
- una pluralidad de miembros de suspensión de fluido (6 - 9) que soportan de manera ajustable el chasis (4) sobre un eje (11, 12) del vehículo estacionario (2);
- \quad
- una fuente de fluido presurizado (20) operativamente conectada a los miembros de suspensión de fluido;
- \quad
- un dispositivo de control (25) operativamente conectado entre la fuente de fluido y los miembros de suspensión de fluido para el control del flujo de fluido presurizado hacia y desde los miembros de suspensión de fluido;
- \quad
- un sensor de alineación (65) soportado sobre el chasis (4) para emitir de salida una señal indicativa de la orientación del chasis; y
- \quad
- una unidad de control electrónico (42) operativamente conectada al dispositivo de control (25) y al sensor de alineación (65), recibiendo la señal de control electrónico la señal procedente del sensor de alineación y que puede ser accionada para:
- \quad
- comparar la señal procedente del sensor de alineación (65) con los datos asociados con la orientación del plano de referencia predeterminado (71) y almacenados en la unidad de control electrónico como datos de alineación;
- \quad
- determinar qué lado entre el frontal derecho, el frontal izquierdo, el trasero izquierdo, el trasero derecho, el entero frontal, el entero trasero, el entero lado izquierdo o el entero lado derecho es el emplazamiento elevado del chasis de vehículo (4);
- \quad
- determinar si la posición elevada puede ser bajada en la medida suficiente para situar el chasis de vehículo (4) en alineación aproximada con el plano de referencia predeterminado (71); y,
- \quad
- activar de manera selectiva el dispositivo de control (25) para ajustar uno o más miembros de suspensión de fluido apropiados (6 - 9) hasta que la señal procedente del sensor de alineación (65) sea indicativa de que el chasis (4) está en alineación aproximada con el plano de referencia predeterminado (71).
\vskip1.000000\baselineskip
12. Un sistema de control de acuerdo con la
reivindicación 11, en el que el plano de referencia predeterminado
(71) está orientado en alineación con un plano sustancialmente
horizontal.
13. Un sistema de control de acuerdo con la
reivindicación 11, en el que el sensor de alineación (65) es uno
entre un acelerómetro, un sensor de la inclinación, un sensor
giroscópico, y un transductor.
14. Un sistema de control de acuerdo con la
reivindicación 11, en el que el dispositivo de control (25) incluye
una pluralidad de válvulas desplazables de forma selectiva (26 -
31), y la unidad de control electrónico (42) está adaptada para
accionar de manera selectiva una o más de la pluralidad de
válvulas.
15. Un sistema de control de acuerdo con la
reivindicación 11, en el que el sensor de alineación (65) es
soportado en posición central sobre el chasis (4).
16. Un sistema de control de acuerdo con la
reivindicación 11, en el que la unidad de control electrónico (42)
está adaptada para determinar si el vehículo (2) se encuentra en un
estado susceptible de desplazamiento o en un estado de
desplazamiento, y para desactivar de forma selectiva al menos una
porción del sistema de control (1) si el vehículo está en un estado
susceptible de desplazamiento o en el estado en desplazamiento.
17. Un sistema de control de acuerdo con la
reivindicación 16, en el que el vehículo incluye un velocímetro
(59) adaptado para emitir de salida una señal indicativa de la
velocidad del vehículo (2), y una unidad de control electrónico
(42) está en comunicación operativa con el velocímetro y recibe la
señal operativa de la velocidad del vehículo.
18. Un sistema de control de acuerdo con la
reivindicación 11, que comprende así mismo un detector (40) de la
altura fijado entre el eje (11, 12) y el chasis (4) y conectado de
forma operativa a la unidad de control electrónico (42) para emitir
de salida una señal indicativa de una distancia entre el eje y el
chasis.
19. Un sistema de control de acuerdo con la
reivindicación 18, en el que el detector (40) de la altura está
situado en posición adyacente a uno de los miembros de suspensión de
fluido (6 - 9).
20. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que las etapas b) - f) se ejecutan mientras
el vehículo (2) está estacionario.
21. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que, tras la determinación en la etapa e) de
que la posición elevada no puede ser bajada en la medida suficiente
para situar el chasis de vehículo (4) en alineación aproximada con
el plano de referencia predeterminado (71), el procedimiento
comprende así mismo la determinación de si puede elevarse una
posición opuesta a la posición elevada para situar el chasis de
vehículo (4) en alineación aproximada con el plano de referencia
predeterminado (71).
22. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 21, en el que, tras la determinación de que la
posición opuesta a la posición elevada puede ser elevada para
situar el chasis de vehículo (4) en alineación aproximada con el
plano de referencia predeterminado (71), el procedimiento incluye
así mismo el accionamiento selectivo del dispositivo de control
(25) para permitir la comunicación de fluido entre el elemento o los
diversos elementos de suspensión de fluido apropiados (6 - 9) y la
fuente de fluido presurizado (20) para introducir fluido presurizado
dentro de los uno o más miembros de suspensión de fluido apropiados
hasta que la señal procedente del sensor de alineación (65) se
corresponda aproximadamente con los datos de alineación.
23. Un sistema de control de acuerdo con la
reivindicación 11, en el que la unidad de control electrónico (42)
puede ser accionado para determinar si una posición opuesta de la
posición elevada puede ser elevada para situar el chasis de
vehículo (4) en alineación aproximada con el plano de referencia
predeterminado (71) tras la determinación de que la posición
elevada no puede ser bajada en la medida suficiente para bajar el
chasis del vehículo en alineación aproximada con el plano de
referencia predeterminado.
24. Un sistema de control de acuerdo con la
reivindicación 23, en el que la unidad de control electrónico (42)
puede accionar de forma selectiva el dispositivo de control (25)
para permitir la comunicación de fluido entre los uno o más
miembros de suspensión apropiados (6 - 9) y la fuente de fluido
presurizado (20) para introducir el fluido presurizado en los uno o
más miembros de suspensión de fluido hasta que la señal procedente
del sensor de alineación (65) sea indicativa de que el chasis (4)
está aproximadamente alineado con el plano de referencia
predeterminado (71).
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