ES2634147T3 - Sistema electrónico de control de altura para un vehículo con múltiples señales de entrada - Google Patents

Abstract

Un sistema de suspensión electrónico para un vehículo, que comprende: un sensor (144, 440, 540, 640, 740, 840, 940) que detecta una distancia entre un eje de vehículo (136) y un bastidor de vehículo (114), y genera una señal de sensor indicativa de la misma; caracterizado porque dicho sistema de suspensión electrónico comprende: una válvula (116) que tiene un puerto de entrada (216) acoplado a una fuente de fluido a presión, un puerto de operación (218) acoplado a una bolsa de fluido posicionada entre el eje de vehículo (136) y el bastidor de vehículo (114), y un puerto de salida (220) conectado a la atmósfera; un motor (224) acoplado a dicha válvula (116) para accionar selectivamente la válvula (116) entre: una posición de llenado donde el puerto de entrada (216) está acoplado en comunicación de fluido al puerto de operación (218), una posición de salida donde el puerto de operación (218) está acoplado en comunicación de fluido al puerto de salida (220), y una posición neutra donde los puertos respectivos (216, 218, 220) están aislados de comunicación de fluido cada uno con los otros; un controlador de suspensión (240) acoplado a dicho sensor (144, 440, 540, 640, 740, 840, 940) y que recibe la señal de sensor; un controlador maestro (300) acoplado a dicho controlador de suspensión (240); una pluralidad de entradas proporcionadas a dicho controlador maestro (300), comprendiendo dicha pluralidad de entradas: una señal de sistema de freno generada por un sistema de freno y acoplada a dicho controlador maestro (300), siendo dicha señal de sistema de freno seleccionada en el grupo consistente en: una señal de Sistema de Frenado Automático (ABS), una señal de Sistema de Frenado Electrónico (EBS) y combinaciones de ambas; una señal de amortiguación de fluido, y un punto de ajuste (303) de altura de carrocería introducido remotamente, generando dicho controlador de suspensión (240) una señal de salida, siendo la señal de salida generada en base a la señal de sensor recibida y a la señal de freno transmitida desde dicho controlador maestro (300), en donde dicha señal de salida se envía a dicho motor (224) para controlar la citada válvula (116).

Description

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DESCRIPCION

Sistema electronico de control de altura para un vehiculo con multiples senales de entrada.

Campo de la invencion

La invencion se refiere en general a un sistema de suspension de un vehiculo, y especificamente a un sistema electronico de control de altura para controlar la altura de la carroceria del vehiculo. De acuerdo con la parte generica de la reivindicacion 1, la invencion se refiere a un sistema de suspension electronico para un vehiculo que comprende: un sensor que detecta una distancia entre un eje del vehiculo y un bastidor del vehiculo y genera una senal de sensor indicativa de la misma.

Antecedentes de la invencion

Los sistemas de suspension de vehiculos con valvulas de control de altura vinculadas y accionadas mecanicamente, son bien conocidos. La Figura 1 ilustra una suspension de brazo de arrastre 10 de ese tipo, en combinacion con una valvula 12 de control de altura. La suspension de brazo de arrastre 10 comprende conjuntos 11 opuestos de brazo de arrastre montados en los lados opuestos del vehiculo, con preferencia en los railes 16 del bastidor del vehiculo. Cada uno de los conjuntos de brazo de arrastre incluye un brazo de arrastre 14 que tiene un extremo conectado pivotantemente a un soporte de suspension 18 por medio de una conexion pivotante 20. El soporte de suspension esta suspendido del rail 16 de bastidor del vehiculo. El otro extremo del brazo de arrastre 14 monta en un muelle neumatico 22, el cual esta fijado al rail de bastidor 16. El muelle neumatico 22 amortigua la rotacion pivotante del brazo de arrastre 14 en torno al soporte de suspension 18 con relacion al rail de bastidor 16.

Un conjunto de eje 28, tipicamente se extiende y monta en, o es portado por, los brazos de arrastre 14. El conjunto de eje 28 monta giratoriamente ruedas de acoplamiento al suelo (no representadas). Cualquier movimiento de las ruedas en respuesta a su contacto con el suelo dara como resultado una rotacion de los brazos de arrastre 14, que es aguantada por los resortes neumaticos 22.

Los resortes neumaticos 22 comprenden tipicamente una bolsa de aire 24 y un piston 26. El piston 26 esta montado en el brazo de arrastre 14 y la bolsa de aire 24 conecta el piston al bastidor. Se puede introducir o extraer fluido a presion para ajustar el comportamiento de amortiguacion del muelle neumatico. Adicionalmente, el volumen de aire en el muelle neumatico puede ser ajustado de modo que altere la altura de los railes de bastidor con relacion a los brazos de arrastre. Con frecuencia, existe una altura de carroceria preferida o de referencia para el vehiculo y, dependiendo de la carga transportada por el vehiculo o del entorno de operacion, la altura de carroceria real o actual puede variar con el tiempo. El aire a presion se introduce en, o se extrae de, las bolsas de aire para ajustar la altura relativa del rail de bastidor del remolque con respecto a los brazos de arrastre para mantener la altura de la carroceria a la altura de referencia para una carga particular o una condicion ambiental.

El ajuste de la altura de carroceria se realiza por medio de la valvula de control de altura 13, la cual tiene un puerto de entrada, un puerto de operacion, y un puerto de salida. El puerto de entrada esta conectado en comunicacion de fluido con una fuente de aire a presion para el vehiculo. El puerto de operacion esta conectado en comunicacion de fluido con las bolsas de aire 24 de los muelles neumaticos, y el puerto de salida esta conectado en comunicacion de fluido con la atmosfera. La valvula de control de altura controla la conexion de fluido del puerto de operacion con el puerto de entrada y con el puerto de salida para introducir o extraer el aire desde los muelles neumaticos para ajustar con ello la altura del vehiculo.

La valvula de control de altura esta montada tipicamente en el bastidor 16 del vehiculo y tiene un brazo de palanca 32 giratorio que esta conectado operablemente al brazo de arrastre 14 a traves de una varilla ajustable 34, con lo que cualquier movimiento del brazo de arrastre 14 da como resultado un movimiento correspondiente del brazo de palanca para mover la valvula y conectar el puerto de operacion con cualquiera de entre el puerto de entrada o el de salida.

Una valvula de control de altura convencional tiene tres posiciones: una posicion de insuflado, una posicion neutra, y una posicion de salida. En la posicion de insuflado, el brazo de palanca 32 se hace girar hacia arriba y el puerto de operacion se conecta al puerto de entrada. En la posicion neutra, el brazo de palanca 22 esta generalmente en horizontal y el puerto de operacion no esta conectado a ninguno de entre los puertos de entrada o de salida. En la posicion de salida, el brazo de palanca esta girado hacia abajo y el puerto de operacion esta conectado al puerto de salida.

Las diversas valvulas de control de altura actualmente disponibles pueden ser operadas sobre un retardo de tiempo o pueden responder instantaneamente a los cambios de altura. La estructura de valvula para esas valvulas incluye tipicamente multiples pistones empujados por resorte, o elementos similares que sellan los diversos puertos en respuesta al movimiento relativo del brazo de arrastre. Ejemplos de este tipo de valvula de control de altura han sido divulgados en la Patente U.S. num. 5.161.579, concedida el 10 de Noviembre de 1992; la Patente U.S. num.

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Las valvulas de control de altura usadas mas habitualmente, con independencia de su estructura de valvula, estan sometidas a danos debido al acoplamiento mecanico entre el brazo de arrastre y la valvula de control de altura. El acoplamiento mecanico esta directamente expuesto al entorno de la suspension de brazo de arrastre, el cual puede ser muy severo. Adicionalmente, la mayor parte de las valvulas operadas mecanicamente son susceptibles de “congelacion” si no se usan de manera regular.

En respuesta a las desventajas de las valvulas de control de altura accionadas y controladas mecanicamente, se han desarrollado sistemas de control de altura controlados y accionados electronicamente. Estos sistemas controlados electronicamente usan tipicamente varios sensores para monitorizar la posicion en altura del vehiculo y usan valvulas accionadas electricamente, tal como valvulas de solenoide, para controlar la introduccion y la salida de aire desde los muelles neumaticos. Un sistema de ese tipo ha sido ensenado por la publicacion de Patente U.S. num. 2002/0096840 (“Sulzyc et al.”), la cual esta dirigida a un sistema de control para subir y bajar la carroceria de un vehiculo suspendido por aire que incluye control de nivel. Sulzyc et al., divulga un sistema que incluye lineas de suministro redundante de tal modo que se puede usar tanto control de altura electronico como mecanico. Sin embargo, el sistema ensenado en Sulzyc et al., falla en cuanto a direccionar la necesidad de proporcionar un controlador electronico que pueda recibir, procesar y actuar tras numerosas senales de entrada, facilitando un ajuste de la altura de elevacion de un vehiculo de manera segura y precisa. Por ejemplo, Sulzyc et al., falla en cuanto a proporcionar entradas para un punto de ajuste de altura de carroceria introducidas remotamente, o en cuanto a una senal de amortiguacion de fluido, o en cuanto a una senal de sistema de frenado, tal como una entrada de un Sistema de Frenado Automatico (ABS) o una entrada de un Sistema de Frenado Electronico (EBS). A partir del documento EP 0 803 423 A2 se conoce un sistema de control de un vehiculo automovil que incluye un aparato de control de altura de vehiculo para ajustar la altura del vehiculo bajo el control de un fluido a presion suministrado desde una primera bomba de fluido, y un aparato de control de freno para regular las fuerzas de frenado aplicadas a un conjunto de ruedas de carretera del vehiculo bajo el control de un fluido a presion suministrado desde una segunda bomba de fluido.

Sumario de la invencion

En consecuencia, se desea proporcionar un sistema electronico de control de altura que proporcione un control incrementado del sistema de suspension del vehiculo.

A este fin, la invencion preve que el sistema electronico de suspension comprenda: una valvula que tiene un puerto de entrada acoplado a una fuente de fluido a presion, un puerto de operacion acoplado a una bolsa de fluido posicionada entre el eje del vehiculo y el bastidor del vehiculo, y un puerto de salida conectado a la atmosfera; un motor acoplado a dicha valvula para accionar selectivamente la valvula entre una posicion de llenado, donde el puerto de entrada esta acoplado en comunicacion de fluido al puerto de operacion, una posicion de salida donde el puerto de operacion esta acoplado en comunicacion de fluido al puerto de salida, y una posicion neutra donde los puertos respectivos estan aislados de comunicacion de fluido de cada uno con el otro; un controlador de suspension acoplado a dicho sensor y que recibe la senal del sensor; un controlador maestro acoplado a dicho controlador de suspension; una pluralidad de entradas proporcionadas en dicho controlador maestro, comprendiendo dicha pluralidad de entradas: una senal de sistema de freno generada por un sistema de freno y acoplada a dicho controlador maestro, siendo dicha senal de sistema de freno seleccionada en el grupo consistente en: una senal de Sistema de Frenado Automatico (ABS), una senal de Sistema de Frenado Electronico (EBS) y combinaciones de las mismas; una senal de amortiguacion de fluido; y un punto de ajuste de altura de carroceria introducido remotamente; generando dicho controlador de suspension una senal de salida, siendo la senal de salida generada en base a la senal del sensor recibida, y siendo la senal de freno transmitida desde dicho controlador maestro, en donde dicha senal de salida se envia a dicho motor para controlar la citada valvula.

Se proporcionan realizaciones preferidas de la invencion mediante la materia objeto de las sub-reivindicaciones.

El motor incluye preferiblemente un pinon de salida que esta engranado con un engranaje de transferencia montado para la anulacion de valvula de tal modo que la actuacion del motor hace que gire el reductor de salida para hacer girar el engranaje de transferencia y mover con ello la valvula entre las posiciones de llenado y de salida. El motor es preferentemente reversible y el controlador opera el motor en una primera direccion para mover la valvula hacia la posicion de llenado, y una segunda direccion para mover la valvula hacia la posicion de salida. En una realizacion ventajosa, se contempla que el reductor de salida sea un engranaje helicoidal.

La senal de salida del sensor es con preferencia una senal de tension que porta en si misma un signo positivo o negativo, y el controlador usa el signo de la senal de tension para determinar la direccion de operacion del motor. La logica de control es tal que el controlador mantiene con preferencia la altura de carroceria del vehiculo a la altura de carroceria de referencia. El controlador usa el signo de la senal de tension como indicador de si el vehiculo esta por encima o por debajo de la altura de carroceria de referencia.

El controlador puede comprender, por ejemplo, cualquier tipo de dispositivo microprocesador, dispositivo(s) logico(s)

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programable(s) o configurable(s), incluyendo por ejemplo matrices de puertas configurables y similares, adecuados para procesar la salida del sensor y generar una senal de control para accionar la valvula. Un controlador de suspension esta acoplado a dicho sensor y recibe la senal del sensor. Un controlador maestro esta acoplado a dicho controlador de suspension. Una pluralidad de entradas proporcionadas a dicho controlador maestro comprende una senal de sistema de freno generada por un sistema de freno y acoplada a dicho controlador maestro, siendo dicha senal de sistema de freno seleccionada en el grupo consistente en: una senal de Sistema de Frenado Automatico (ABS), una senal de Sistema de Frenado Electronico (EBS) y combinaciones de las mismas; una senal de amortiguacion de fluido; y, un punto de ajuste de altura de carroceria introducido remotamente para proporcionar un control incrementado del sistema de suspension del vehiculo.

La valvula comprende preferiblemente un puerto de entrada para conectar con la fuente de aire a presion, un puerto de bolsa de aire para conectar en comunicacion de fluido con la bolsa de aire, un puerto de salida para conectar en comunicacion de fluido con la atmosfera, y un elemento de valvula giratoria que tiene un paso de control que conecta selectivamente en comunicacion de fluido el puerto de bolsa de aire con el puerto de entrada o el puerto de salida tras la rotacion del elemento de valvula. La valvula puede incluir tambien un alojamiento de valvula que define una camara interior a la que se conectan el puerto de entrada, el puerto de bolsa de aire y el puerto de salida en comunicacion de fluido.

El elemento de valvula puede separar la comunicacion de fluido entre el puerto de entrada y el puerto de salida. Con una configuracion de ese tipo, el aire a presion que entra en el alojamiento desde el puerto de entrada empujara al elemento de valvula hacia un tope de sellado contra el alojamiento de valvula. El elemento de valvula es, con preferencia, un disco giratorio y puede residir sobre un disco fijo montado en el alojamiento. Los discos giratorio y fijo, en una realizacion, comprenden materiales ceramicos u otros similares.

El sensor de altura es, con preferencia, un transductor que incluye una disposicion de sensor optico tal como un diodo emisor de luz o un laser y un codificador optico, un sensor de capacitancia variable, un sensor de Efecto Hall tal como un sensor de resistencia variable o un sensor magnetostrictivo, un sensor ultrasonico, o combinaciones de los mismos.

Segun se utiliza en la presente memoria, los terminos “acoplado”, “acoplado a” y “acoplado con” significan, cada uno de ellos, una relacion entre dos o mas dispositivos, aparatos, archivos, programas, medios, componentes, redes, sistemas, subsistemas y/u otros medios, que constituyen uno cualquiera o mas de entre: (a) una conexion, tanto directa como a traves de uno o mas de otros dispositivos, aparatos, archivos, programas, medios, componentes, redes, sistemas, subsistemas u otros medios; (b) una relacion de comunicaciones, tanto directas como a traves de uno o mas de otros dispositivos, aparatos, archivos, programas, medios, componentes, redes, sistemas, subsistemas u otros medios, y/o (c) una relacion funcional en la que la operacion de uno cualquiera o de varios dispositivos, aparatos, archivos, programas, medios, componentes, redes, sistemas, subsistemas u otros medios depende, en todo o en parte, de la operacion de uno cualquiera o de otros varios de los mismos.

El termino “datos” segun se usa en la presente memoria, significa cualesquiera indicios, senales, marcas, simbolos, dominios, conjuntos de simbolos, representaciones y cualquier otra forma o formas fisica(s) que represente(n) informacion, ya sea permanente o ya sea temporal, asi como visible, audible, acustica, electrica, magnetica, electromagnetica o manifestada de otra manera. El termino “datos”, segun se usa para representar informacion predeterminada de una forma fisica, debe ser considerada como que abarca una cualquiera y todas las representaciones de la misma informacion predeterminada de una forma, o formas, fisica(s) diferente(s).

El termino “red”, segun se usa en la presente memoria, incluye tanto redes como inter-redes de todas las clases, incluyendo Internet, y no se limita a ninguna red o inter-red particular.

Otros objetos de la invencion y sus caracteristicas y ventajas particulares podran ser apreciados de forma mas evidente a partir de la consideracion de los dibujos que siguen, los cuales muestran solamente ejemplos, y de la descripcion detallada que se acompana.

Breve descripcion de los dibujos

La Figura 1 es una vista en alzado lateral de una suspension de brazo de arrastre de la tecnica anterior, que incorpora una valvula de control de altura conocida, controlada y accionadas mecanicamente;

La Figura 2 es una vista en alzado lateral de una suspension de brazo de arrastre con un sistema de control de altura conforme a la invencion, que comprende un sensor de altura acoplado a una valvula motorizada de control de altura por medio de un controlador;

La Figura 3 es una vista extrema parcialmente en corte, tomada a lo largo de 3 - 3 de la Figura 2, que ilustra la conexion mecanica entre el sensor de altura y la suspension de brazo de arrastre;

La Figura 4 es una vista en seccion del sensor de las Figuras 2 y 3, y que ilustra un emisor de luz para el sensor en una posicion de referencia con relacion a un puente optico de un conjunto de sensor de luz;

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La Figura 5 es identica a la Figura 4 salvo en que el emisor de luz ha sido mostrado en una posicion alternativa con relacion al puente optico;

La Figura 6 es una vista despiezada, en perspectiva, de una valvula motorizada de control de altura conforme a la invencion, con una porcion del alojamiento retirada por motivos de claridad;

La Figura 7 es una vista superior del alojamiento de la valvula de control de altura de la Figura 6, con la tapa y el conjunto de valvula retirados por motivos de claridad;

La Figura 8 es una vista en seccion tomada a lo largo de la linea 8 - 8 de la Figura 7, que ilustra las trayectorias del flujo a traves del alojamiento;

La Figura 9 es una vista en perspectiva, a mayor escala, de un disco de corte estacionario del conjunto de valvula de la Figura 7;

La Figura 10 es una vista en perspectiva que muestra un disco de corte dinamico del conjunto de valvula de la Figura 7;

La Figura 11 es una vista esquematica que ilustra la valvula de control de altura de la Figura 7 en una posicion neutra;

La Figura 12 es una vista esquematica que ilustra la valvula de control de altura de la Figura 7 en posicion de llenado;

La Figura 13 es una vista esquematica que ilustra la valvula de control de altura de la Figura 7 en posicion de salida; La Figura 14 es un diagrama de bloques del control de acuerdo con la invencion;

La Figura 15 ilustra una segunda realizacion del sensor de altura conforme a la invencion;

La Figura 16 ilustra una suspension de brazo de arrastre que incorpora una tercera realizacion de sensor de altura conforme a la invencion;

La Figura 17 es una vista en seccion del sensor de altura de la tercera realizacion;

La Figura 18 es una vista en seccion de una cuarta realizacion de sensor de altura conforme a la invencion;

La Figura 19 es una vista en seccion tomada a lo largo de la linea 19 - 19 de la Figura 18 para el sensor de altura de la tercera realizacion;

La Figura 20 ilustra una quinta realizacion de sensor de altura conforme a la invencion;

La Figura 21 ilustra una sexta realizacion de sensor de altura conforme a la invencion en el contexto de un amortiguador;

La Figura 22 ilustra una septima realizacion de sensor de altura conforme a la invencion, y La Figura 23 es una vista en seccion tomada a lo largo de la linea 23 - 23 de la Figura 22.

Descripcion detallada de la invencion

Ahora se hara referencia a los dibujos, en los que las referencias numericas iguales designan estructuras correspondientes a traves de las representaciones.

La Figura 2 ilustra una suspension 110 de brazo de arrastre conforme a la invencion. La suspension de brazo de arrastre comprende un par (solamente se ha representado uno) de conjuntos 112 de brazo de arrastre, montados en un bastidor de vehiculo 114 y que incorporan una valvula motorizada 116 de control de altura de acuerdo con la invencion. El conjunto 112 de brazo de arrastre comprende un brazo de arrastre 118 que tiene un extremo montado pivotantemente a traves de una conexion 120 dotada de casquillo, en un soporte de bastidor 122 dependiente del bastidor de vehiculo 114. Un muelle neumatico 124, que comprende un piston 126 montado en una porcion del brazo de arrastre 118 y una bolsa de aire 128 montada en el bastidor 114 a traves de una placa 130, conecta el brazo de arrastre 118 al bastidor de vehiculo 114. Un soporte de eje 132 esta montado en el brazo de arrastre 118 entre el soporte de bastidor 122 y el muelle neumatico 124, por medio de un par de conectores 134 dotados de casquillo. El soporte de eje monta un eje 136 en el que estan montadas giratoriamente las ruedas de desplazamiento por el suelo (no representadas) del vehiculo. Un amortiguador 138 se extiende entre el soporte de eje 132 y el soporte de bastidor 122.

Aunque la operacion basica de una suspension de brazo de arrastre es ampliamente conocida, un breve resumen puede resultar util para la comprension de la descripcion que sigue. Segun encuentran las ruedas del vehiculo (no

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representadas) cambios en la superficie de la carretera, estas aplican una fuerza de reaccion al brazo de arrastre 118, haciendo que el brazo de arrastre 118 pivote con relacion al soporte de bastidor 122 y al bastidor de vehiculo 114. El movimiento pivotante del brazo de arrastre 118 esta amortiguado por el muelle neumatico 124.

Adicionalmente a la amortiguacion del movimiento rotacional del brazo de arrastre 118, el muelle neumatico 124 se usa tambien para ajustar la altura del bastidor 114 con relacion al suelo. Por ejemplo, suponiendo condiciones estaticas, segun se introduce aire en la bolsa de aire 128, el bastidor de vehiculo 114 se eleva con relacion al brazo de arrastre 118, dado que el brazo de arrastre 118 es efectivamente fijo con relacion al suelo debido al contacto entre las ruedas de desplazamiento y el suelo. De forma similar, si se extrae aire a presion desde la bolsa de aire 128, el bastidor de vehiculo 114 descendera en altura con relacion al suelo.

Se ha previsto un dispositivo antideslizamiento 140 en el bastidor de vehiculo 114, y funciona a efectos de limitar la rotacion del brazo de arrastre 118 durante la carga, la cual rebaja la altura del bastidor del vehiculo. Este fenomeno se conoce como deslizamiento de remolque en el estado de la tecnica, y ocurre debido a que el suministro de aire a los muelles neumaticos se interrumpe tipicamente durante la carga. Segun se anade mas peso al remolque, el muelle neumatico no puede ser insuflado para contrarrestar el incremento de peso, dando como resultado el descenso del bastidor. Segun desciende el bastidor, el brazo de arrastre pivota efectivamente en torno a la conexion con casquillo, lo que da como resultado que las ruedas giren y provoquen que el remolque se mueva hacia fuera de la darsena.

El dispositivo de antideslizamiento 140 comprende un brazo de tope 142 que esta montado giratoriamente en el bastidor de vehiculo 114. El brazo de tope puede ser girado desde una posicion retraida (segun se muestra con lineas discontinuas) hasta una posicion extendida, donde el extremo del brazo de tope 142 se situa por encima del brazo de arrastre 118 y limita la rotacion ascendente del brazo de arrastre 118 con relacion al bastidor del vehiculo. El movimiento del brazo de tope 142 entre las posiciones retraida y extendida esta controlado tipicamente por un actuador neumatico (no representado) que actua en respuesta a la introduccion o la extraccion de aire a presion desde el actuador. Este tipo de dispositivo antideslizamiento 140 es bien conocido y no va a ser descrito con mayor detalle.

Un sensor 144 de control de altura esta montado en el soporte de bastidor 122, y esta conectado operativamente al brazo de arrastre 118 de modo que el sensor 144 monitoriza la orientacion del brazo de arrastre y presenta a la salida una senal correspondiente a esa orientacion. El sensor 144 de control de altura esta conectado electricamente a la valvula motorizada 116 de control de altura, para suministrar a la valvula 116 de control de altura una senal indicativa de la posicion del brazo de arrastre.

Haciendo ahora referencia a las Figuras 2 y 3, el sensor 144 esta montado de forma fija al interior del soporte de bastidor 122 y acoplado mecanicamente al conector con casquillo 120 a traves de un enlace 146. El soporte de bastidor 122 tiene paredes laterales 148 opuestas que estan conectadas por medio de una pared extrema 150. El conector con casquillo 120 comprende un manguito externo 152 que esta acoplado a presion en el interior del brazo de arrastre 118, y un manguito interno 154 que esta recibido concentricamente en el interior del manguito externo 152. Un anillo de material elastomero 155 esta retenido compresivamente entre el manguito externo 152 y el manguito interno 154. Los extremos del manguito interno 154 hacen tope contra las superficies internas de la pared lateral 148 respectivamente. Un perno de montaje 156 monta compresivamente la pared lateral 148 contra los extremos del manguito interno 154 para fijar el manguito interno con relacion al soporte de bastidor 122. Con esta construccion, el movimiento pivotante del brazo de arrastre da como resultado la rotacion del manguito externo 152 con relacion al manguito interno 154. La rotacion se realiza mediante el anillo elastomero 155, el cual facilita que el manguito externo 152 gire con relacion al manguito interno 154.

El sensor 144 contiene un eje externo 160 que esta acoplado al enlace 146, el cual esta conectado al manguito externo 152. El enlace 146 puede tener cualquier forma adecuada en tanto que el movimiento rotacional del manguito externo sea transferido correspondientemente a la rotacion del eje externo 160. Por ejemplo, el enlace puede comprender brazos 162, 164 que estan conectados por medio de uno de los brazos que tiene un perno que se recibe en una ranura en el extremo del otro brazo, con lo que el movimiento rotacional del manguito externo es transferido correspondientemente al eje externo 160 del sensor 144 mientras que acomoda cualquier movimiento vertical relativo entre los brazos 162, 164.

Las Figuras 4 y 5 ilustran una forma preferida del sensor 144. El sensor 144 comprende un emisor de luz 170 que esta montado en el eje externo 160. El emisor de luz 170 esta formado preferentemente a partir de un bloque macizo 172 de metal o plastico, que tiene una camara 174 de fuente de luz y un paso de luz 176 que conecta opticamente la camara de luz 174 con el exterior del emisor de luz 170. Una fuente de luz 178, tal como un diodo emisor de luz o un laser, esta ubicada en el interior de la camara de luz 174 y emite luz que sale del bloque 172 a traves del paso de luz 176 a lo largo de una trayectoria A.

El sensor de altura 144 incluye ademas un conjunto 190 de sensor de luz, que comprende un alojamiento 192 hermetico a la luz, que tiene un extremo abierto en el que se ha colocado de forma fija un elemento difusor 194, tal como un vidrio esmerilado. Un detector de luz en forma de puente optico 196 se encuentra situado en el interior del alojamiento 192 hermetico a la luz, por detras del elemento difusor 194. El puente optico 192 incluye dos sensores

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La operacion del sensor de luz 144 se va a describir mejor con referencia a las Figuras 4 y 5. La Figura 4 ilustra la posicion del emisor de luz 170 cuando el vehiculo esta a la altura de carroceria de referencia. Se debe apreciar que aunque la Figura 4 ilustra el emisor de luz 170 orientado de forma sustancialmente perpendicular al conjunto 190 de sensor de luz cuando el vehiculo esta a la altura de carroceria de referencia, el emisor de luz 170 puede estar orientado formando un angulo con relacion al conjunto 90 de sensor de luz para establecer la altura de carroceria de referencia.

En la posicion de referencia mostrada en la Figura 4, el emisor de luz 170 emite un haz de luz a lo largo de la trayectoria A. Segun contacta el haz de luz con el elemento difusor 194 del conjunto 190 de sensor de luz, los rayos de luz difuminada contactan con los sensores de luz 198 separados. Los rayos de luz viajan una distancia D1 y D2 desde el elemento difusor 194 hasta los sensores de luz 198, 200, respectivamente. La luz que recorre la distancia impacta con la intensidad de luz segun la perciben los sensores de luz, dando como resultado una salida de tension correspondiente desde los sensores.

Con referencia a la Figura 5, si se cambia la altura del vehiculo, tal como al cargar o descargar productos en el vehiculo, el brazo de arrastre 118 girara con relacion al soporte de bastidor 122, dando como resultado una rotacion correspondiente del manguito externo 152, lo que da como resultado una rotacion correspondiente del eje externo 160 del sensor de altura 144. Segun gira el eje externo 160 del sensor de altura, se hace girar el emisor de luz 170 hacia una nueva posicion y el haz de luz A incide sobre el elemento difusor 194 en una posicion diferente. Los rayos de luz que emanan del elemento difusor 194 y que entran en los sensores de luz 198, deben desplazarse ahora a traves de distancias D3 y D4. Tal y como puede apreciarse por comparacion con las distancias D1, D2, la distancia D3 para que el rayo de luz entre en el sensor 198 es menor que la distancia D1 previa. A la inversa, la distancia D4 es mayor que la distancia D2 para que la luz entre en el sensor de luz 200. El resultado del cambio de posicion del emisor de luz 170 desde la Figura 4 hasta la Figura 5, da como resultado que el sensor 198 reciba una luz de intensidad mas alta y que el sensor 100 reciba una luz de intensidad mas baja. El cambio de intensidad corresponde a un cambio en la senal de salida de tension de los sensores de luz 198, 200. El cambio en las senales de salida desde los sensores 198, 200, esta relacionado directamente con el cambio rotacional del brazo de arrastre 118 con relacion al bastidor de vehiculo 114, y proporciona una medicion para el cambio de altura del vehiculo desde la posicion predeterminada. La salida desde los sensores de luz 198, 200 puede ser usada para controlar la introduccion y la extraccion de aire a presion en los muelles neumaticos para subir o bajar el bastidor del vehiculo hasta el emisor de luz 170 sea girado de nuevo hasta la posicion de referencia.

La Figura 6 ilustra los componentes de la valvula motorizada 116 de control de altura de acuerdo con la invencion. La valvula motorizada 116 de control de altura comprende un alojamiento de dos piezas, que tiene una base 202 y una tapa 204, la cual se ha mostrado retirada de la base 202. La base 202 esta funcionalmente dividida en dos porciones: una porcion 206 de conexion electrica y una porcion 208 de control de fluido. La porcion 206 de conexion electrica comprende una interfaz 210 de entrada/salida, la cual tiene las conexiones electricas necesarias para conectar el sensor 144 de control de altura y cualesquiera otros sensores. La porcion 208 de control de fluido comprende un conjunto de valvula 212 y un colector de fluido 214, que tiene un puerto de entrada 216 y un puerto de operacion 218. Un puerto de salida 220 ha sido previsto en el lado de la base 202 opuesto al puerto de entrada 216 y al puerto de operacion 218. El conjunto de valvula 212 controla el flujo de fluido a, y desde, el puerto de operacion 218, ya sea desde el puerto de entrada 216 o ya sea hasta el puerto de salida 220, para controlar con ello la introduccion y la extraccion de aire a presion en, y desde, el muelle neumatico 124.

Un actuador de valvula 222 esta conectado operativamente al conjunto de valvula 212. El actuador de valvula 222 comprende un motor electrico 224 que tiene un eje de salida 226 en el que se ha montado un engranaje motriz 228. Un engranaje de transferencia 230 esta acoplado al engranaje motriz 228 y tiene un eje de control 232 que esta acoplado al conjunto de valvula, con lo que la actuacion del motor 224 hace que gire el engranaje motriz 228, lo cual es a traves del engranaje de transferencia, establece comunicacion de fluido entre el puerto de operacion 218 y uno cualquiera de entre el puerto de entrada 216 o el puerto de salida 220.

Un controlador 240 ha sido previsto tambien en el interior de la valvula motorizada 116 de control de altura. El controlador 240 puede estar formado por una placa de circuito 242 en la que estan montados el motor 224 y el engranaje de transferencia 230. Se ha previsto un microprocesador 244 en la placa de circuito 242 y que esta acoplado electricamente a la interfaz 210 de entrada/salida y al motor 224. Un sensor 246 de posicion de valvula ha sido previsto tambien en la placa de circuito 242 y esta acoplado electricamente al procesador 244. El sensor de posicion 246 incluye un actuador 248 ubicado en el conjunto de valvula 212.

Con referencia a las Figuras 7 y 8, la base 202 ha sido mostrada con el conjunto de valvula 212 retirado. La base 202 comprende una camara interior 260, abierta por uno de sus lados para recibir el conjunto de valvula. La camara interior 260 esta definida parcialmente por una pared lateral 262 de alojamiento interior y una pared 264 periferica

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interior, la cual se extiende hacia fuera desde la pared lateral 262. Un conducto 266 de suministro de aire y un conducto 268 de muelle neumatico, se extienden desde la camara 260 hasta el puerto de entrada 216 y el puerto de operacion 218, respectivamente. El conducto de suministro de aire forma una abertura 266A de modo de ranura en la pared periferica 264. El conducto de muelle neumatico forma una abertura 268A en la pared 262. Un conducto de salida 270 se extiende desde el exterior de la base 202 hasta el puerto de salida 220.

El conducto 266 de suministro de aire esta adaptado para conectar en comunicacion de fluido una fuente de aire a presion con la camara interior 260. El conducto 268 de muelle neumatico conecta, en comunicacion de fluido, la camara interior 260 a la bolsa de aire 128. El conducto de salida 270 conecta, en comunicacion de fluido, la camara 260 a la atmosfera.

Con referencia a las Figuras 9 y 10, el conjunto de valvula 212 comprende una valvula de corte que incluye un disco 272 de corte estatico y un disco 273 dinamico. El disco 272 estatico tiene un paso axial en forma de abertura 274 y un paso de fluido en forma de orificio 276, extendiendose ambos a traves del disco 272. El disco 272 de corte estatico incluye aberturas de alineamiento 278 y 280 ciegas, que reciben esparragos de posicionamiento 282 y 284 que se extienden desde la base 202 por el interior de la camara interior 260 para alinear el disco 272 de corte estatico con relacion a la base 202 de modo que el orificio 276 se alinee con la abertura 268A del conducto 268 de muelle neumatico. La abertura axial 274 se alinea con el conducto de salida 270. De ese modo, el orificio 276 y la abertura axial 214 establecen comunicacion de fluido entre la superficie superior del disco estatico 272 y el puerto de operacion 218 y el puerto de salida 220.

Con referencia a la Figura 10, el disco 273 de corte dinamico aparece visto desde su superficie inferior. El disco 273 de corte dinamico esta posicionado dentro de la camara interior 260 de la base 202 de modo que la superficie inferior del disco de corte dinamico esta haciendo tope con la superficie superior del disco de corte 270, estatico. El disco 273 de corte dinamico comprende una porcion de sector 282 desde la que se extiende un lobulo circular 284. Un paso a modo de rebaje 286 generalmente en forma de T, ha sido formado en el disco 273 de corte dinamico y comprende una porcion arqueada 288 y un canal 290. La porcion arqueada 288 esta situada predominantemente en la porcion de sector 282 e incluye ranuras 294 de perfil de salida opuestas. Una ranura 298 de perfil de entrada ha sido proporcionada en el lado exterior de la porcion de sector 282, y corresponde con una de las ranuras 294 de perfil de salida. Una ranura ciega 298 ha sido formada en la superficie superior del disco 273 de corte dinamico y esta dimensionada para recibir el extremo del eje de control 232.

Cuando esta montado, el orificio 276 del disco de corte 272 se extendera entre uno de los pares de ranuras 294 de perfil de salida y ranuras 296 de perfil de entrada. La ranura ciega 298 recibe un extremo inferior del eje 232 de control. El canal 290 conecta, en comunicacion de fluido, la porcion arqueada 288 y las ranuras de perfil de salida al puerto de salida 220 a traves del conducto de salida 270.

Las Figuras 11 - 13 ilustran las tres posiciones operativas principales de la valvula de corte: posicion de llenado, posicion neutra y posicion de salida. A efectos de la presente descripcion, se supondra que la valvula de control de altura empieza en la posicion neutra. En la posicion neutra mostrada en la Figura 11, el disco 273 de corte dinamico esta orientado con relacion al disco de corte 272 de tal modo que el orificio 276 del disco de corte esta situado entre la ranura interior 294 y la ranura exterior 296 y en relacion de hacer tope con el disco 273 de corte dinamico, sellando de forma eficaz la abertura 268A del conducto 268 de muelle neumatico y bloqueando la comunicacion de fluido desde cualquiera de entre el puerto de suministro de aire 266 o el conducto de salida 270, hasta el conducto 268 de muelle neumatico.

Si por cualquier motivo existiera un movimiento relativo del brazo de arrastre 118 hacia el bastidor de vehiculo 114, tal como un incremento en la carga del remolque, la valvula 116 se mueve a la posicion de llenado segun se ha ilustrado en la Figura 12 para introducir aire en la bolsa de aire 128 para elevar el bastidor de vehiculo 114 con relacion al brazo de arrastre 118. Segun se aprecia en la Figura 12, bajo tales condiciones, el motor 224 hace que gire el disco 273 de corte dinamico de modo que el orificio 276 se mueve hacia una comunicacion de fluido con la ranura exterior 296 para abrir el conducto 268 de muelle neumatico a la camara interior 260. Puesto que la camara interior 260 esta constantemente expuesta al puerto de suministro de aire 266, se dirigira aire a presion hacia el conducto 268 de muelle neumatico y se introducira aire a presion en los muelles neumaticos 124.

Si el brazo de arrastre 118 y el bastidor de vehiculo 114 se mueven cada uno hacia fuera del otro, tal como en la descarga de productos desde el remolque, se debe sacar aire de las bolsas de aire 128 para mover el bastidor de vehiculo 114 de nuevo a su altura de referencia. Segun se aprecia en la Figura 13, bajo tales circunstancias, la valvula se mueve a la posicion de salida por medio del motor 224 que mueve el disco 273 de corte dinamico con relacion al disco de corte 272, de modo que la ranura interior 294 se lleva a comunicacion de fluido con el orificio 276. En la posicion de salida, el conducto 268 de muelle neumatico esta en comunicacion de fluido con el conducto de salida 270 a traves del canal 290.

La Figura 14 es una ilustracion esquematica del sistema de control de altura para la suspension 110, y muestra la interconexion entre un controlador maestro 300 del vehiculo, el controlador de suspension 240, el sensor de altura 144, y el conjunto de valvula 212. El esquema incluye tambien un sensor 302 para la deteccion de la posicion de los brazos 142 del dispositivo de antideslizamiento. Se ha previsto un deposito de aire 304 y que alimenta aire a presion

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al sistema de aire de suspension y al sistema de aire de freno.

El controlador maestro 300 del vehiculo controla la operacion de muchas de las caracteristicas operativas de los vehiculos. El controlador puede comprender, por ejemplo, cualquier tipo de dispositivo microprocesador, un(os) dispositivo(s) logico(s) programable(s) o configurable(s), incluyendo por ejemplo matrices de puerta configurable y similares, adecuados para el procesamiento de la salida del sensor y la generacion de una senal de control para accionar la valvula. En una realizacion preferida, el controlador maestro 300 del vehiculo comprende un microprocesador.

El controlador maestro 300 del vehiculo esta tipicamente conectado a multiples controladores discretos, cada uno de los cuales puede comprender un microprocesador, o un(os) dispositivo(s) logico(s) programable(s) o configurable(s) segun se ha descrito con anterioridad. Los multiples controladores discretos controlan la operacion de una caracteristica operativa particular, tal como, por ejemplo, el controlador de suspension 240. El controlador maestro 300 del vehiculo incluye un conducto de potencia 310 que suministra potencia al controlador de suspension 240. Conexiones de datos 312, 314 proporcionan datos a (salida) y reciben datos desde (entrada), respectivamente, el controlador de suspension 240. Con preferencia, la conexion de salida 312 envia una senal de datos de funcion/modo seleccionada por un usuario desde el controlador maestro 300 hasta el controlador de suspension 240, cuyo controlador de suspension 240 la usa para determinar su modo de operacion. La conexion de entrada 314 proporciona con preferencia al controlador maestro 300 datos de la altura, datos del modo y/o datos del aire desde el controlador de suspension 240.

Adicionalmente, el controlador maestro 300 ha sido previsto para aceptar multiples entradas procedentes de varias fuentes incluyendo una entrada a traves de una conexion de datos 307 desde un punto de ajuste 303 de la altura de carroceria introducida remotamente que puede ser establecida, por ejemplo, por un usuario o que puede estar asociada al modo de operacion. Adicionalmente, se contempla que el controlador maestro 300 puede estar equipado con una senal de amortiguacion de fluido, la cual puede ser proporcionada, en una realizacion, por medio de la conexion de datos 314. Mas aun, el controlador maestro 300 puede estar equipado con una entrada a traves de una conexion de datos 305 procedente de un controlador 301 de sistema de freno. El controlador 301 de sistema de freno puede proporcionar una senal de Sistema de Frenado Automatico (ABS) y/o una senal de Sistema de Frenado Electronico (EBS). El controlador maestro 300 puede procesar a continuacion todos los datos de entrada proporcionados para incrementar el control del sistema de suspension del vehiculo.

El sensor de altura 44 comprende una conexion de potencia 316 que proporciona potencia electrica desde el controlador de suspension 240 hasta el sensor de altura 144. Una conexion de datos 318 suministra una senal de entrada al controlador de suspension 240 que es indicativa de la altura actual del vehiculo.

El conjunto de valvula 212 comprende una conexion de potencia 320 que proporciona potencia electrica desde el controlador de suspension 240 hasta el conjunto de valvula 212. Una conexion de datos 322 suministra una senal de entrada al controlador de suspension 240 que es indicativa de la posicion del disco dinamico con relacion al disco estacionario. Una conexion motriz 323 suministra una senal de datos desde el controlador de suspension 240 al conjunto de valvula 212 para controlar la operacion del motor electrico 224. Segun se ha descrito con anterioridad, el puerto de entrada 216 de la valvula 116 de control de altura esta conectado en comunicacion de fluido a un deposito 304 de aire a presion para el vehiculo. De forma similar, el puerto de operacion 218 esta conectado en comunicacion de fluido al muelle neumatico 124. El puerto de salida 220 esta conectado en comunicacion de fluido a la atmosfera.

Una conexion de potencia 324 suministra potencia desde el controlador de suspension 240 al sensor 302. Al igual que con los otros sensores, una conexion de datos 326 proporciona al controlador de suspension 240 una senal de entrada indicativa de la posicion del brazo 142. Se encuentran disponibles muchos sensores adecuados para, y son utilizados normalmente en, la deteccion de la posicion del brazo 142. Dado que el brazo 142 es accionado por la liberacion de aire a presion desde los frenos de aparcamiento operados por aire, un sensor comun es un conmutador de presion que presenta a la salida una senal electrica cuando sale el aire desde los frenos de aparcamiento.

El controlador de suspension 240 incluye una memoria, con preferencia una memoria no volatil que contiene la logica necesaria para operar la suspension del vehiculo, especialmente el control de la altura del vehiculo. El controlador 240 incorpora tambien un algoritmo de filtracion que se usa para procesar los datos recibidos desde el sensor de altura 144 para eliminar cambios frecuentes, que son normalmente indicativos de cambios temporales de altura, y evitar con ello ajustar la altura del vehiculo innecesariamente. Las juntas de expansion de la superficie de la carretera y otras irregularidades repetitivas o no repetitivas son ejemplos de cambios frecuentes en la altura del vehiculo para los que no resulta deseable variar la altura de la carroceria del vehiculo.

La necesidad de evitar ajustar innecesariamente la altura de los vehiculos es importante en la operacion del vehiculo. Las regulaciones gubernamentales requieren que la conduccion del aire del freno este separada de todas las demas conducciones de aire, incluyendo la conduccion de aire de la suspension. En la mayor parte de los vehiculos existen solamente dos conducciones de aire o sistemas de aire: una conduccion de aire para el freno y una conduccion de aire para la suspension, que tambien suministra aire a algunos otros accesorios operados con aire. La mayor parte de los sistemas de aire extraen el aire a presion para ambos sistemas desde el mismo deposito

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de aire 304 usando una valvula (valvula de proteccion de presion) que proporciona aire solamente a la conduccion de aire del freno una vez que la presion en el deposito de aire cae por debajo de una cantidad predeterminada. Si la altura del vehiculo se ajusta innecesariamente, tal como en respuesta a los cambios temporales de altura, es posible extraer aire a presion desde el deposito de aire 304 a una velocidad mayor de la que el compresor de a bordo puede rellenar el deposito de aire, lo que conduce a una interrupcion prematura e innecesaria del sistema de control de altura, hasta que la presion de aire se eleva por encima del valor de umbral.

Durante la operacion, el usuario del vehiculo selecciona inicialmente el modo de operacion de la suspension, el cual es transmitido a continuacion al controlador de suspension 240. La seleccion de modo puede incluir una altura de carroceria de vehiculo predeterminada. Alternativamente, la altura de carroceria preferida y una senal de entrada de un usuario, pueden ser establecidas como iguales a la altura de carroceria actual. Una vez que el modo de operacion inicial y la altura de carroceria del vehiculo han sido establecidos, se traspasa a continuacion el control de la suspension 114 al controlador de suspension 240. Sin embargo, debe apreciarse que el sistema esta dotado de un punto de ajuste remoto 303 donde el usuario puede, por ejemplo, establecer manualmente un punto de ajuste segun se desee.

Aunque el controlador de suspension 240 puede controlar muchas operaciones relacionadas con la suspension, a los efectos del sistema de control de altura conforme a la presente invencion, la operacion mas relevante controlada por el controlador de suspension 240 es el control de la altura de carroceria del vehiculo en respuesta a los datos de altura de carroceria suministrados por el sensor de altura 144, y el ajuste correspondiente de la altura de carroceria del vehiculo controlando el volumen del area de las bolsas de aire 128 de los muelles neumaticos 124. El controlador de suspension 240 recibe con preferencia una corriente datos de altura de carroceria desde el sensor de altura 144 a traves de la conexion de datos 318. La corriente de datos de altura de carroceria se analiza mediante el controlador de suspension 240 para monitorizar tanto los cambios con alta frecuencia como con baja frecuencia en la altura de la carroceria. Con preferencia, el controlador de suspension 240 aplica un filtro a la corriente de datos de altura de carroceria para eliminar los puntos de datos relacionados con una alta frecuencia de cambios en la altura de carroceria del vehiculo, que son tipicamente introducidos por fenomenos que no garantizan un cambio de la altura actual de la carroceria.

Los datos de altura de carroceria filtrados son monitorizados a continuacion y comparados con la altura de carroceria de vehiculo de referencia. Una vez que el cambio en la altura de carroceria actual excede la altura de carroceria de referencia en una cantidad “Delta” predeterminada, el controlador de suspension 240 ajusta la altura de carroceria actual del vehiculo consiguientemente ya sea introduciendo o ya sea extrayendo aire a presion en/desde el muelle neumatico 124. Normalmente, la altura de carroceria actual se monitoriza sobre un periodo de tiempo predeterminado, “Tiempo de Muestra”, para asegurar que el cambio en la altura de carroceria actual con relacion a la altura de carroceria de referencia no es transitorio. Si se excede la altura de carroceria actual Delta durante el Tiempo de Muestra, esto es normalmente una indicacion de que ha sido un cambio permanente en la altura de carroceria del vehiculo y que la altura de carroceria actual debera ser ajustada a la altura de carroceria de referencia. Vale la pena senalar que el valor absoluto de Delta es normalmente el mismo con independencia de si la altura de carroceria actual esta por encima o por debajo de la altura de carroceria de referencia. Sin embargo, esta dentro del alcance de la invencion que Delta tenga un valor diferente dependiendo de si la altura de carroceria actual esta o no por encima o por debajo de la altura de carroceria de referencia. Debe apreciarse que el valor de Delta esta definido tipicamente por el usuario y puede variar dependiendo del vehiculo, de la suspension, del entorno de operacion o de otros factores.

Si la altura de carroceria actual esta por encima de la altura de carroceria de referencia en una cantidad mayor que Delta durante el Tiempo de Muestra, la altura de carroceria actual es demasiado alta y debe ser rebajada hasta la altura de carroceria de referencia. Para mover la suspension hasta la altura de carroceria de referencia, el controlador de suspension 240 envia una senal de control a lo largo de la conexion 323 al conjunto de valvula 212 para energizar el motor 224 y efectuar con ello la rotacion del disco dinamico 273 para mover la valvula hasta la posicion de salida donde el puerto de operacion 218 esta en comunicacion de fluido con el puerto de salida 220 para expulsar aire desde las bolsas de aire 128, y rebajar la altura de carroceria actual hasta la altura de referencia. El controlador de suspension 240 sigue recibiendo datos de altura desde el sensor de altura 144, mientras que el aire esta siendo extraido de la bolsa de aire 128 a traves del conjunto de valvula 212. Cuando el controlador de suspension 240 determina, a partir de los datos de altura, que la altura actual del vehiculo es sustancialmente igual a la altura de carroceria de referencia, el controlador de suspension 240 envia una senal de control al motor 224 para mover el disco 273 de corte dinamico de nuevo a la posicion neutra, para detener la salida de aire desde la bolsa de aire 128.

Si la altura de carroceria actual esta por debajo de la altura de carroceria de referencia una cantidad mayor que Delta durante el Tiempo de Muestra, la altura de carroceria actual esta demasiado baja y debe ser elevada hasta la altura de carroceria de referencia. Para mover la suspension hasta la altura de carroceria de referencia, el controlador de suspension 240 envia una senal de control a lo largo de la conexion 323 hasta el conjunto de valvula 212 para energizar el motor 224 y efectuar con ello la rotacion del disco dinamico 273 para colocar la valvula en la posicion de llenado donde el puerto de operacion 218 esta en comunicacion de fluido con el puerto de entrada 216 para introducir aire en las bolsas de aire 128 y elevar la altura de carroceria actual hasta la altura de carroceria de

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referenda. El controlador de suspension 240 continua recibiendo datos de la altura desde el sensor de altura 144 mientras que el aire se esta introduciendo en la bolsa de aire 128 a traves del conjunto de valvula 212. Cuando el controlador de suspension 240 determina a partir de los datos de altura que la altura actual del vehiculo es sustancialmente igual a la altura de carroceria de referencia, el controlador de suspension 240 envia una senal de control al motor 224 para mover el disco 273 de corte dinamico de nuevo a la posicion neutra para detener la introduccion de aire en la bolsa de aire 128.

Con preferencia, el controlador de suspension 240, a traves de su logica de programa, monitoriza la velocidad de cambio de la altura de carroceria segun se aproxima a la altura de carroceria de referencia para evitar rebasar la altura de carroceria de referencia, la cual, si es suficientemente grande, podria requerir el ajuste adicional de la altura de carroceria del vehiculo en direccion opuesta. En el peor escenario posible esto podria conducir a un efecto yo-yo donde la altura de carroceria se mueve continuamente por encima y por debajo de la altura de referencia, lo que seria mas probable que condujera a una caida de la presion de aire en el deposito de aire 304 hasta por debajo del valor de umbral.

Aunque existen muchas formas en las que el controlador de suspension 240 puede enviar una senal de control al conjunto de valvula 212 para realizar el accionamiento del motor electrico 224 para controlar la posicion del disco dinamico 273 y con ello controlar la introduccion y la salida de aire a presion en/desde la bolsa de aire 128, se prefiere que el controlador de suspension 240 y una senal de control tengan una tension positiva o bien una negativa. El signo de la senal de tension puede, por ejemplo, controlar de manera correspondiente la operacion de avance o retroceso del motor electrico 224. En combinacion con la senal de tension positiva o negativa, el controlador de suspension 240 recibe una corriente de datos a lo largo de la conexion 322 con relacion a la posicion del disco 273 de corte dinamico. La informacion de posicion se usa para determinar la posicion del disco 273 de corte dinamico y proporcionar al controlador de suspension 240 la informacion necesaria para determinar el signo apropiado de la senal de tension necesaria para mover el disco 273 de corte dinamico hasta la posicion que se necesite para situar la valvula en la posicion de llenado, neutra o de salida.

La Figura 15 ilustra una segunda realizacion de sensor de altura 440 para su uso con la invencion. El sensor de altura 440 es similar en muchos sentidos al sensor de altura de la primera realizacion, por lo que se utilizaran los mismos numeros de referencia para identificar las partes iguales, y solamente se van a discutir en detalle las diferencias importantes entre la primera y la segunda realizaciones. El sensor de altura 440 comprende un emisor de luz 470 que esta montado en el eje externo 160 y que emite un patron de luz difractada sobre un sensor de luz 490. El emisor de luz 470 comprende un bloque 472 que tiene una camara de luz 474 y una rendija de difraccion 476 que conecta opticamente la camara de luz 474 con el exterior del bloque 472. Un emisor de luz, tal como un LED o un diodo laser, esta dispuesto en el interior de la camara de luz 474. Una lente de colimacion esta dispuesta entre la fuente de luz 478 y la rendija de difraccion 476.

Un conjunto 490 de sensor de luz comprende un puente optico 496 que tiene sensores de luz 498, 500 distanciados. El puente optico 490 no esta encerrado en el interior de un alojamiento como lo estaba en la primera realizacion. Tambien, no existe ningun elemento difusor posicionado entre el puente optico 496 y el emisor de luz 470.

El emisor de luz 470 emite un patron de difraccion segun se ha ilustrado mediante la linea discontinua B. La linea discontinua B representa la intensidad de la luz con relacion a los sensores de luz 498, 500. Segun puede apreciarse, en la posicion de referencia segun se ha ilustrado en la Figura 7, la mayor intensidad del patron de difraccion esta sustancialmente centrada entre los sensores de luz 498, 500. Los sensores de luz 498, 500 estan posicionados preferiblemente de modo que estos ven la porcion del patron de difraccion que es aproximadamente un 50% de la intensidad maxima. Segun gira el eje externo 460 en respuesta al cambio de la altura del vehiculo, el patron de difraccion se mueve lateralmente con relacion al puente optico 496 segun se ha ilustrado mediante el patron de difraccion C. El movimiento del patron de difraccion altera la intensidad de luz segun se ve por medio de los sensores 498, 500. El puente optico 496 presenta a la salida una senal de tension que corresponde a la intensidad segun se ve actualmente mediante los sensores opticos 498, 500. La senal de salida se procesa de la misma manera que la senal de salida en la primera realizacion segun se ha descrito con anterioridad.

Para la segunda realizacion, se prefiere que el emisor de luz sea un LED de infrarrojos de banda estrecha (aproximadamente 940 nm) de salida alta o bien un diodo laser de infrarrojos. La luz procedente del emisor de luz esta preferiblemente armonizada u optimizada con la sensibilidad de los sensores de luz 498, 500, los cuales pueden comprender, por ejemplo, celulas fotoconductoras, fotodiodos de infrarrojos, o celulas fotovoltaicas de infrarrojos.

Tambien es importante para la invencion que la luz emitida por el emisor de luz 470 sea colimatada y a continuacion emitida a traves de una rendija para generar el patron de difraccion. Por lo tanto, la forma de la rendija debe ser controlada de manera precisa para obtener el patron de difraccion. Por ejemplo, si un emisor de luz emite una longitud de onda de 940 nm, entonces la rendija debera ser del orden de 0,00005 m a 0,0001 m. La luz que sale por la rendija 476 debe desplazarse una distancia que es relativamente grande en comparacion con la rendija antes de contactar con el puente optico. En el ejemplo que antecede, por ejemplo, una distancia de 5 cm es suficiente.

Las Figuras 16 y 17 ilustran una tercera realizacion de sensor de altura 540 en el entorno de una suspension de

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brazo de arrastre y del vehiculo mostrado en la Figura 1. El sensor 540 de la tercera realizacion es sustancialmente identico al de la primera realizacion, salvo en que el sensor de altura 540 monitoriza el cambio de altura en el brazo de arrastre 118 en vez mediante el cambio rotacional del brazo de arrastre 118 para evaluar el cambio en la altura del bastidor del vehiculo a partir de una posicion de referencia. Por lo tanto, las partes iguales de la tercera realizacion en comparacion con las de la primera y la segunda realizaciones van a ser identificadas con los mismos numeros. Por ejemplo, el sensor de altura 540 puede usar el mismo emisor de luz 570 y el conjunto 190 de sensor de luz que se ha descrito en la primera realizacion.

La principal diferencia entre el sensor de altura 540 y el sensor de altura 440 consiste en que el emisor de luz 570 es fijo y una lente de Fresnel 542 que se mueve transversalmente ha sido posicionada entre el emisor de luz 570 y el conjunto 190 de sensor de luz. La lente de Fresnel 542 esta acoplada mecanicamente al brazo de arrastre 118 por medio de un enlace 544. Segun pivota el brazo de arrastre con relacion al soporte de bastidor 122, el enlace 544 oscila alternativamente con relacion al sensor de altura 540 y mueve la lente de Fresnel 542 con relacion a la posicion fija del emisor de luz 170 y al conjunto 190 de sensor de luz.

Segun se conoce bien, una lente de Fresnel 542 comprende una serie de anillos concentricos 548, teniendo cada uno de los anillos una cara o superficie reflectante que esta orientada con un angulo diferente de tal modo que la luz que incide sobre la superficie planar 546 de la lente de Fresnel pasa a traves de la lente y se enfoca por medio de los anillos concentricos a un punto focal predeterminado.

En el sensor de altura 540, la superficie planar 546 de la lente de Fresnel 542 se enfrenta al emisor de luz 170 y los anillos concentricos 548 se enfrentan al elemento difusor 394 del conjunto 190 de sensor de luz. Por lo tanto, la luz emitida desde el emisor de luz 170 y que incide en la superficie planar 546 de la lente de Fresnel, se enfoca mediante los anillos concentricos a un punto sobre el elemento difusor 194. La orientacion angular de las superficies refractantes generadas por las ranuras concentricas se selecciona de modo que la luz emitida desde el emisor de luz se enfoque en la posicion del elemento difusor 194.

Segun se mueve el brazo de arrastre 118 con relacion al vehiculo, la lente de Fresnel 542 se mueve lateralmente con relacion al elemento difusor para cambiar la posicion del punto focal sobre el difusor y cambiar con ello la intensidad de luz segun se ve por parte de los sensores de luz 398, 400. El punto de luz que contacta con el elemento difusor 194 despues de pasar a traves de la lente de Fresnel 542 se procesa sustancialmente de la misma manera que se ha descrito para la primera realizacion.

Las Figuras 18 y 19 ilustran una cuarta realizacion de sensor de altura 640 conforme a la invencion. El sensor de altura 640 de la cuarta realizacion es similar al de la primera y la tercera realizaciones en cuanto a que responde al movimiento rotacional del brazo de arrastre 118 con relacion al bastidor del vehiculo 114. El sensor de altura 640 es diferente en cuanto a que se basa en un cambio de capacitancia para generar una senal de control para determinar el cambio de altura del bastidor del vehiculo con relacion al brazo de arrastre 118.

El sensor de altura 640 tiene un condensador variable que comprende un conjunto de placas estacionarias 644 separadas entre las que se dispone un conjunto de placas movibles 646, las cuales forman un circuito 642 de puente de condensador. Las palcas estacionarias 644 estan formadas por un par de semicirculos 648 opuestos, estando cada semicirculo montado en un tubo de soporte 650. Las placas semicirculares 648 estan montadas en el tubo de soporte 650 de tal manera que las mismas estan ligeramente separadas entre si para dividir eficazmente las placas estacionarias 644 en una primera y una segunda series 652, 654, respectivamente. La primera y la segunda series 652, 654 son electricamente distintas. Las placas movibles 646 tienen forma de sector o de cuna, y estan montadas en un eje de control 656 giratorio que esta montado en el interior del tubo de soporte 650 y conectado al eje externo 160 de modo que la rotacion del eje da como resultado la rotacion de las placas movibles 646 con relacion a las placas estacionarias 644.

En la posicion preferida referenciada, las placas movibles 646 estan posicionadas con relacion a la primera y la segunda series 652, 654 de placas estacionarias 644 de modo que el espacio de separacion entre la primera y la segunda series 652, 654 esta aproximadamente centrado con relacion a la placa movible. El espacio entre las placas estacionarias y las placas movibles esta, con preferencia, relleno con un material dielectrico adecuado.

En operacion, segun gira el brazo de arrastre 118 con relacion al bastidor de vehiculo 114 en respuesta a un cambio de altura del vehiculo, el eje externo 160 hace que gire el eje de control 656 correspondientemente, lo que mueve las placas movibles 646 con relacion a la primera y la segunda series 652, 654 de placas semicirculares. Puesto que las placas moviles cubren mas area sobre una serie de placas semicirculares, la capacitancia de esa serie de placas semicirculares se incrementa, dando como resultado un diferencial capacitivo entre la primera y la segunda series de placas. La diferencia de capacitancia esta relacionada con la magnitud del cambio de altura y se presenta a la salida por medio del sensor de altura para su uso en el ajuste de la altura del vehiculo.

La Figura 20 ilustra una quinta realizacion de sensor de altura 740 conforme a la invencion. A diferencia con las realizaciones primera a cuarta, el sensor de altura 740 no esta conectado directamente al brazo de arrastre 118. Por el contrario, el sensor de altura 740 esta situado dentro del interior de un muelle neumatico 124. El sensor de altura 740 comprende una placa de resorte 742 que tiene un extremo conectado a la placa superior 125 del muelle

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neumatico 124, y otra porcion conectada al piston 123 del muelle neumatico 124. Un resistor variable 744 flexible ha sido fijado a la placa de resorte 742. El resistor variable flexible es bien conocido y ha sido descrito con detalle en la Patente U.S. num. 5.086.785, la cual se incorpora aqui por referencia. El resistor flexible 744 varia su resistencia segun se curva.

La caracteristica del resistor variable 744 flexible de cambiar su resistencia en respuesta a su curvado, se usa para indicar la cantidad de cambio de altura en el vehiculo con relacion a una posicion de referencia. Por ejemplo, segun cambia la altura del vehiculo en respuesta a la carga o descarga del vehiculo, la bolsa de aire 128 se comprimira o se expandira correspondientemente, dando como resultado un curvado de la placa de resorte 742 y del resistor variable 744 flexible. El cambio de resistencia del resistor variable 744 flexible resulta ser entonces un indicador del grado de cambio de altura.

Por coherencia, es importante que el resistor variable 744 flexible se curve repetidamente de la misma manera. La placa de resorte 742 proporciona una base para el resistor variable 744 flexible y ayuda al curvado uniforme repetitivo del resistor variable 744 flexible.

La Figura 21 ilustra una sexta realizacion de sensor de altura 840 conforme a la invencion. El sensor de altura 840 es similar al sensor de altura 740 en el que este utiliza un resistor variable 744 flexible que esta enrollado alrededor de las espiras de un resorte 842 helicoidal o en espiral. El resorte helicoidal 842 esta dispuesto dentro del interior del amortiguador 138.

El amortiguador comprende una cubierta exterior 844 que esta montada de forma movible en, y se superpone con, un cilindro 846 desde el que se extiende un eje de piston 848, el cual se extiende tambien a traves de la cubierta 844. El resorte en espiral 842 esta arrollado alrededor del eje de piston 848 y tiene un extremo sujeto a la cubierta 844 y el otro extremo sujeto a la porcion superior del cilindro 846.

El sensor de altura 840 funciona de forma sustancialmente identica al sensor de altura 740 dado que segun gira el brazo de arrastre 118 con relacion al bastidor de vehiculo 114, la cubierta 844 del amortiguador oscila alternativamente con relacion al alojamiento 846 para comprimir o expandir el resorte helicoidal 842, el cual curva el resistor variable 744 flexible. Al igual que con el sensor de altura 740, el curvado del resistor variable 744 flexible y del sensor de altura 840 da como resultado que el sensor de altura 840 presente a la salida una senal que corresponde al movimiento relativo del bastidor de vehiculo 114 y del brazo de arrastre 118.

Las Figuras 22 y 23 ilustran una septima realizacion de sensor de altura 940 conforme a la invencion, y tambien en el contexto de un amortiguador 138. La diferencia entre el sensor de altura 940 de la septima realizacion y el sensor de altura 840 de la sexta realizacion consiste en que se usa una placa de resorte 942 en lugar del resorte en espiral 842. La placa de resorte 942 esta retenida en el interior de una camara separada 645, formada en la cubierta 844 del amortiguador.

Al igual que con el sensor de altura 740, la placa de resorte 942 del sensor de altura puede tener varias formas curvadas inicialmente. Por ejemplo, la placa de resorte segun se ha descrito en relacion con el sensor de altura 740, tiene un perfil predominantemente en forma de C, mientras que la placa de resorte 942 tiene el perfil de un semiperiodo de una onda seno o, en otras palabras, un perfil de helice de una pulgada. El perfil puede ser facilmente una forma de S orientada tanto verticalmente como horizontalmente, o a modo de multiples ondas sinusoidales.

Aunque la invencion ha sido descrita con referencia a una disposicion particular de las partes, caracteristicas y similares, no se pretende que estas agoten todas las disposiciones o caracteristicas posibles, y de hecho muchas otras modificaciones y variaciones podran ser determinables por los expertos en la materia.

Claims (10)

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   REIVINDICACIONES

   1. - Un sistema de suspension electronico para un vehiculo, que comprende:

   un sensor (144, 440, 540, 640, 740, 840, 940) que detecta una distancia entre un eje de vehiculo (136) y un bastidor de vehiculo (114), y genera una senal de sensor indicativa de la misma; caracterizado porque dicho sistema de suspension electronico comprende:

   una valvula (116) que tiene un puerto de entrada (216) acoplado a una fuente de fluido a presion, un puerto de operacion (218) acoplado a una bolsa de fluido posicionada entre el eje de vehiculo (136) y el bastidor de vehiculo (114), y un puerto de salida (220) conectado a la atmosfera;

   un motor (224) acoplado a dicha valvula (116) para accionar selectivamente la valvula (116) entre: una posicion de llenado donde el puerto de entrada (216) esta acoplado en comunicacion de fluido al puerto de operacion (218), una posicion de salida donde el puerto de operacion (218) esta acoplado en comunicacion de fluido al puerto de salida (220), y una posicion neutra donde los puertos respectivos (216, 218, 220) estan aislados de comunicacion de fluido cada uno con los otros;

   un controlador de suspension (240) acoplado a dicho sensor (144, 440, 540, 640, 740, 840, 940) y que recibe la senal de sensor;

   un controlador maestro (300) acoplado a dicho controlador de suspension (240);

   una pluralidad de entradas proporcionadas a dicho controlador maestro (300), comprendiendo dicha pluralidad de entradas:

   una senal de sistema de freno generada por un sistema de freno y acoplada a dicho controlador maestro (300), siendo dicha senal de sistema de freno seleccionada en el grupo consistente en: una senal de Sistema de Frenado Automatico (ABS), una senal de Sistema de Frenado Electronico (EBS) y combinaciones de ambas;

   una senal de amortiguacion de fluido, y

   un punto de ajuste (303) de altura de carroceria introducido remotamente,

   generando dicho controlador de suspension (240) una senal de salida, siendo la senal de salida generada en base a la senal de sensor recibida y a la senal de freno transmitida desde dicho controlador maestro (300), en donde dicha senal de salida se envia a dicho motor (224) para controlar la citada valvula (116).
2. 2. - El sistema de suspension electronico conforme a la reivindicacion 1, en donde dicha senal de amortiguacion de fluido se envia a dicho controlador maestro (300) a traves de una conexion de datos (314) entre dicho controlador maestro (300) y dicho controlador de suspension (240).
3. 3. - Sistema de suspension electronico conforme a la reivindicacion 1, que comprende ademas un controlador (301) de sistema de freno que genera la citada senal de sistema de freno, estando dicho controlador (301) de sistema de freno acoplado a dicho controlador maestro (300).
4. 4. - El sistema de suspension electronico conforme a la reivindicacion 1, en donde dicho controlador de suspension (240) se selecciona en el grupo consistente en: un microprocesador, un dispositivo logico programable, un dispositivo logico configurable, y combinaciones de los mismos.
5. 5. - El sistema de suspension electronico conforme a la reivindicacion 1, en donde dicho sensor (144, 440, 540, 640, 740, 840, 940) comprende un transductor seleccionado en el grupo consistente en: un sensor optico, un sensor de Efecto Hall, un sensor magnetico, un sensor de resistencia variable, un sensor ultrasonico y combinaciones de los mismos.
6. 6. - El sistema de suspension electronico conforme a la reivindicacion 1, que comprende ademas una placa acoplada a dicho motor (224) a traves de un engranaje, moviendo dicho motor (224) a la citada placa en una primera direccion rotacional y en una segunda direccion rotacional opuesta a la primera direccion rotacional para accionar selectivamente la valvula (116) entre las posiciones de llenado, de salida y neutra.
7. 7. - El sistema de suspension electronico conforme a la reivindicacion 1, en donde dicho sensor (144, 440, 540, 640, 740, 840, 940) envia una corriente de datos sobre la altura de la carroceria a dicho controlador (240), la cual se analiza para monitorizar la altura y los cambios con frecuencia baja en la altura de carroceria del vehiculo.
8. 8. - El sistema de suspension electronico conforme a la reivindicacion 7, que comprende ademas un filtro para filtrar selectivamente puntos de datos asociados a los cambios periodicos en la altura de carroceria del vehiculo.

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9. 9. - El sistema de suspension electronico conforme a la reivindicacion 8, que comprende ademas un valor de umbral con el que se comparan los datos de altura de carroceria filtrados, donde la altura de carroceria del vehiculo se ajusta cuando los datos de altura de carroceria filtrados exceden el nivel de umbral.
10. 10. - El sistema de suspension electronico conforme a la reivindicacion 9, que comprende ademas un periodo de tiempo de umbral tal que si los datos de altura de carroceria filtrados exceden el valor de umbral durante el periodo de umbral, se ajusta la altura de carroceria del vehiculo.