ES2230166T3 - Procedimiento para determinar el comportamiento dinamico de un vehiculo sobre un banco de prueba. - Google Patents
Procedimiento para determinar el comportamiento dinamico de un vehiculo sobre un banco de prueba.Info
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Abstract
Método para medir el desplazamiento de una rueda (2) de un vehículo (3) respecto a su armazón (5), o respecto a punto fijo de referencia, cuando este vehículo (3) se situa sobre un banco de prueba, en donde el vehículo (3), de preferencia via dicha rueda (2), se carga, estáticamente o dinámicamente, caracterizado porque, en una primera etapa, se miden las posiciones de por lo menos tres puntos de referencia (4) que no estén en una misma línea recta previstos en dicha rueda (2) por medio de un sistema de medición (7) que comprende cámaras (8), como son las posiciones de tres puntos de referencia (6), previstas sobre el armazón (5), en donde a continuación, en una segunda etapa, se calcula dicho desplazamiento de la rueda (2) respecto al armazón (5).
Description
Procedimiento para determinar el comportamiento
dinámico de un vehículo sobre un banco de prueba.
El invento se refiere a un método para medir el
desplazamiento de una rueda de un vehículo respecto a su armazón o
respecto a un punto fijado de referencia, cuando se sitúa este
vehículo sobre un banco de prueba, en donde el vehículo, de
preferencia vía la citada rueda, se carga, estáticamente o
dinámicamente.
De conformidad con el presente estado del arte
estas mediciones se toman utilizando registros de movimiento de
rueda inductivos lineales, sensores de proyección laser o
milímetros sobre la base de carretes de cuerda sin devanar en
conexión con un codificador giratorio.
Todos estos sistemas de medición comúnmente
utilizados y métodos de prueba tienen el inconveniente de que solo
puede medirse una excitación limitada de la rueda. De aquí, en
vista de las características técnicas de los sistemas de medición
existentes, solo puede medirse un giro máximo o inclinación de la
rueda en la región de 20 gramos. En adición, estos sistemas
existentes no son buenos para tomar mediciones si y cuando se carga
la rueda a una frecuencia que es superior a 10Hz o si esta rueda se
somete a grandes excitaciones.
Estos montajes de prueba existentes son
extremadamente complejos en su diseño, duros de calibrar y son, en
suma, de construcción muy laboriosa en puntos adicionales de
referencia sobre el armazón.
El objeto del método, de conformidad con el
invento, es eliminar estos inconvenientes y proponer un método que
permite tomar mediciones a frecuencias muy altas y con muy grandes
desplazamientos de la rueda respecto al armazón. Con este método
es también posible medir giros o inclinaciones de la rueda muy
grandes.
En adición el método, de conformidad con el
invento, ofrece la ventaja adicional de que, en una trayectoria
recta, puede incorporarse en el armazón un alto número de puntos
extra de referencia. Estos puntos de referencia pueden exponerse
en un sistema compartido de coordenadas respecto a uno y mismo
sistema de coordenadas.
Con este objeto, en el método de conformidad con
el invento, en una primera etapa, se mide la posición de por lo
menos tres puntos de referencia, que no se encuentran en línea
recta, sobre dicha rueda, por medio de un sistema de medición que
comprende, de preferencia, cámaras lineales o cámaras de matriz, en
donde subsiguientemente, en una segunda etapa, se calcula el citado
desplazamiento relativo.
Para este fin, antes de la primera etapa, se
somete dicha rueda a una revolución entorno del su eje de giro,
mientras que posiciones sucesivas de por lo menos uno de los puntos
de referencia se miden sobre el arco así trazado a través del punto
de referencia bajo consideración, en donde, por una parte, se define
un plazo que es paralelo a este arco y, por otra parte, se calcula
el centro del circulo sobre el que se encuentra el arco y que se
encuentra sobre el eje de giro, de modo a determinar un sistema de
coordenadas cuyo primer eje coincide con el eje de giro y un
segundo y tercer eje se encuentra en el citado plano.
En una modalidad preferida del método, de
conformidad con el invento, se desplaza el citado sistema de
coordenadas a lo largo de la dirección del eje de giro sobre una
distancia conocida de modo que dicho plano coincida con el plano
vertical transversal medio de la rueda.
De conformidad con una modalidad especial del
método, de conformidad con el invento, se determina la posición de
los puntos de referencia de varias ruedas del citado vehículo en un
estado de reposo respecto de otro de modo que las posiciones de
estos puntos de referencia pueden expresarse en términos de uno y
el mismo sistema de coordenadas.
Otras peculiaridades y ventajas del invento
resultarán evidentes a partir de la descripción que sigue de una
modalidad específica del método y la configuración de conformidad
con el invento; esta descripción se da solo como un ejemplo y no
limita el alcance de protección que se reivindica; los números de
referencia utilizados a continuación ilustran las figuras
anexas.
La figura 1 es una vista en perspectiva
esquemática de parte de un banco de prueba mostrando parte de un
vehículo.
La figura 2 es una representación esquemática de
una rueda con tres puntos de referencia en elevación lateral.
La figura 3 es una representación esquemática de
la rueda de la figura 2 en alzado.
La figura 4 es una vista en planta por arriba
esquemática de un banco de prueba con un vehículo sobre este.
En las diversas figuras los mismos números de
referencia comportan los mismos elementos o análogos.
En el método, de conformidad con el invento, un
vehículo, por ejemplo un vehículo, del cual, por ejemplo, ha de
probarse la suspensión de las ruedas, se dispone sobre un banco de
prueba. Este banco de prueba se equipa con actuadores con los que
por lo menos puede excitarse una rueda del vehículo de modo que la
rueda se somete a un movimiento de translación y/o rotación.
En la figura 1 se representa esquemáticamente un
actuador de esta índole 1 sobre el que descansa una rueda 2 de un
vehículo 3.
En el método, de conformidad con el invento, se
disponen tres puntos de referencia 4 en la superficie lateral de la
rueda. Estos puntos de referencia 4 están constituidos por diodos
emisores de luz (LEDs). En el armazón 5 del vehículo se montan
también tres puntos de referencia 6 cada uno de los cuales, como
antes, comprende un diodo emisor de luz (LED).
Después se activa el citado actuador 1 y se
impone una excitación específica sobre la rueda 2.
Con el fin de determinar el desplazamiento de la
rueda 2 respecto del armazón 5 del vehículo 3, se mide, en una
primera etapa, utilizando un sistema de medición 7, que comprende
tres cámaras lineales 8, la posición de los puntos de referencia 4
de la rueda 2 y los puntos de referencia 6 del armazón 5.
El empleo de un sistema de medición 7 con cámaras
lineales 8 significa que la posiciones de los puntos de referencia 4
y 6 puede medirse a velocidad muy alta y con gran precisión, de
modo que las mediciones pueden llevarse a cabo para excitaciones de
la rueda 2 a frecuencias de hasta 500 Hz. Estas cámaras lineales 8
hacen posible, por ejemplo, operar a 3000 mediciones por
segundo.
Un sistema de medición de alta frecuencia de esta
índole es, de por sí, bien conocido y un sistema de medición
análogo se expone en la
WO-A-9836381.
A partir de cada posición así medida para los
tres puntos de referencia 4 de la rueda y para los tres puntos de
referencia 6 del armazón 5 se calcula luego, en una segunda etapa,
el desplazamiento de la rueda 2 respecto al armazón 5 utilizando ya
trigonometría bien documentada.
En una modalidad alternativa del método, de
conformidad con el invento, se determina el desplazamiento de las
ruedas 2 y armazón 5 respecto a un punto fijado de referencia, por
ejemplo el propio banco de prueba.
En una modalidad preferida del método, de
conformidad con el invento, se dispone, antes de la primera etapa
antes citada, un sistema de coordenadas que se fija con respecto a
la rueda 2, cuyo desplazamiento respecto al armazón 5 ha de
determinarse.
En primer lugar, para este fin, se determina un
plano que es perpendicular al eje de giro de la rueda 2 en cuestión
y, luego se calcula un centro de giro del eje de giro. De este
modo puede calcularse el propio eje de giro de la rueda 2
exactamente cuando este eje está en ángulo recto respecto al citado
plano y se desplaza a través del centro de giro.
En una primera variante del método se mide, para
determinar este plano, por medio del sistema de medición, la
posición de cada uno de los tres puntos de referencia 4 de la rueda
2. Luego se determina el plano que contiene estos tres puntos de
referencia 4.
Los puntos de referencia 4 se miden, de
preferencia, por medio de una disposición y método como se expone
en la WO-A-9848241.
En una segunda variante del método se determina
la posición de dicho plano sometiendo la rueda 2 a una revolución
entorno de su eje de giro y pasando a través de 180 grados, como se
muestra esquemáticamente en la figura 2.
Durante este movimiento de giro se miden
posiciones sucesivas de por lo menos un punto de referencia 4.
Estas posiciones medidas se encuentran todas a lo largo de un arco
9. Por último se determina el plano que contiene este arco 9.
Asimismo, con el fin de determinar la posición
correcta del citado centro de giro se calcula el centro 10 del
círculo sobre el que se encuentra el arco 9. Como consecuencia el
citado centro de giro coincide con este centro 10.
A continuación se define un sistema de
coordenadas 11 cuyo primer eje 12 es perpendicular al citado plano y
que contiene dicho centro de giro de modo que el eje 12 coincide
con el eje de giro de la rueda 2. Un segundo y tercer ejes 13 y 14
de este sistema de coordenadas 11 son perpendiculares entre sí y,
juntos, forman el citado plano que se determinó según una de las
versiones variantes como se ha descrito antes.
De conformidad con una modalidad preferida
especial del método de conformidad con el invento el citado sistema
de coordenadas 11 se mueve luego a través de una distancia conocida
de conformidad con el eje de giro de la rueda 2, de modo que dicho
segundo y tercer ejes 13 y 14 constituyen el plano vertical
transversal medio 15 de la rueda 2, como se muestra en la figura
3.
En caso que el punto de referencia 4 de la rueda
2 se monte sobre su superficie lateral el sistema de coordenadas 11
debe moverse, como consecuencia, a través de una distancia que sea
igual a la mitad del espesor de la rueda 2.
Se mide de forma casi continua como y cuando el
citado actuador 1 excita la rueda 2, la posición de los puntos de
referencia 4 de la rueda 2 y los puntos de referencia 6 del armazón
5 mediante el sistema de medición 7. Basado en la relación
inequívoca que existe entre la posición de los puntos de referencia
4 de la rueda 2 y los del sistema de coordenadas 11, se calcula la
posición correspondiente de este. De este modo se conoce la
posición correcta de la rueda 2 respecto al armazón 5.
Además del cálculo de los desplazamiento de
traslación de la rueda 2 respecto del armazón, este método puede
utilizarse también para determinar la orientación y giro de la
rueda 2 respecto a la posición estacionaria o relativa al armazón
5. Con el empleo, para los puntos de referencia 4, diodos emisores
de luz que producen un haz de luz de amplio ángulo, o utilizando
mas de tres puntos de referencia pueden medirse excitaciones muy
amplias de la rueda 2. Por consiguiente es posible medir una
rotación o inclinación de la rueda 2 para ángulos que, por ejemplo,
pueden estar comprendidos entre 60 y 360 grados para los tres ejes
del sistema de coordenadas 11. Los desplazamientos relativos para
estos ejes pueden medirse también en el orden de varias docenas de
centímetros.
En otra modalidad del método al que pertenece el
invento, la posición de los puntos de referencia 4 de varias ruedas
2 de dicho vehículo 3 en un estado de reposo entre sí se mide como
la posición relativa de los puntos 4 del armazón.
Se hace provisión también de un sistema de
coordenadas central 16 que es recíproco con respecto al armazón 5
del vehículo 3 y que se encuentra, por ejemplo, en su centro de
gravedad. Como consecuencia, cualquier deformación del armazón 5
del vehículo 3 se determina midiendo la posición de los varios
puntos de referencia 4 de este armazón 5 en la proximidad de las
ruedas 2 y calculando su desplazamiento respecto a este sistema de
coordenadas central 16 como y cuando estas ruedas se excitan por
los actuadores 1.
En una modalidad específica del método al que se
refiere el invento, la posición de los sistemas de coordenadas
respectivos para las ruedas 2 se expresa en relación a dicho
sistema de coordenadas central 16. A continuación, según esta
modalidad del método, el desplazamiento relativo de las ruedas
respectivas 2, se calcula, siempre que se excitan estas ruedas, de
modo a estudiar el comportamiento dinámico de las ruedas 2 entre
sí. Asimismo cada movimiento de las ruedas 2 puede medirse entre
sí.
El invento no se limita, evidentemente, al método
como se ha descrito antes. Por ejemplo pueden incorporarse mas de
tres puntos de referencia y medirse en cada rueda 2. En adición,
estos puntos de referencia 4 y 6 pueden estar constituidos, por
ejemplo, por cualquier fuente de luz tal como, entre otros, LEDs de
infrarrojos. Si se desea, los puntos de referencia 4 y 6 pueden
estar constituidos por una marcación codificada por color,
marcadores o, alternativamente, se utiliza como un punto de
referencia una marca de identificación arbitraria sobre una rueda o
sobre el armazón.
Si se desea pueden adicionarse todavía otros
puntos de referencia durante la propia medición sobre la rueda o el
armazón. Para este fin se dispone un punto de referencia adicional
en la rueda o en el armazón y se mide la posición de este punto
extra de referencia y se expresa respecto a la posición de los otros
puntos de referencia o respecto a un sistema compartido de
coordenadas.
En adición el citado sistema de medición puede
comprender también mas de tres cámaras y estas pueden ser, por
ejemplo, cámaras lineales, cámaras de matriz o cámaras
dirigibles.
Claims (8)
1. Método para medir el desplazamiento de una
rueda (2) de un vehículo (3) respecto a su armazón (5), o respecto a
punto fijo de referencia, cuando este vehículo (3) se sitúa sobre
un banco de prueba, en donde el vehículo (3), de preferencia vía
dicha rueda (2), se carga, estáticamente o dinámicamente,
caracterizado porque, en una primera etapa, se miden
las posiciones de por lo menos tres puntos de referencia (4) que no
estén en una misma línea recta previstos en dicha rueda (2) por
medio de un sistema de medición (7) que comprende cámaras (8), como
son las posiciones de tres puntos de referencia (6), previstas
sobre el armazón (5), en donde a continuación, en una segunda
etapa, se calcula dicho desplazamiento de la rueda (2) respecto
al armazón (5).
2. Método, de conformidad con la reivindicación
1, caracterizado porque antes de la primera etapa se somete
la citada rueda (2) a una revolución entorno de su eje de giro,
mientras que se miden posiciones sucesivas de por lo menos uno de
los puntos de referencia (4) sobre el arco así trazado (9) a través
del punto de referencia bajo consideración, en donde, por una
parte, se define un plano que es paralelo a este arco (9) y, por
otra parte, se calcula el centro (10) del circulo sobre el cual se
encuentra el arco (9) y que se encuentra sobre dicho eje de giro,
de modo a determinar un sistema de coordenadas (11) cuyo primer eje
(12) coincide con el eje de giro y un segundo y tercer eje (13 y 14)
se encuentra en dicho plano.
3. Método, de conformidad con la reivindicación
2, caracterizado porque dicho sistema de coordenadas (11) se
desplaza a lo largo de la dirección del eje de giro sobre una
distancia conocida de modo que dicho plano coincida con el plano
vertical transversal medio (15) de la rueda (2).
4. Método, de conformidad con la reivindicación
2 ó 3, caracterizado porque las posiciones de los puntos de
referencia (4) de varias ruedas (2) del citado vehículo (3) en un
estado de reposo se determina entre sí de modo que estos puntos de
referencia (4) puedan expresarse en términos de uno y el mismo
sistema de coordenadas (16).
5. Método, de conformidad con una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se miden las
posiciones de por lo menos tres puntos de referencia (6) del
armazón (5), en donde se calcula la posición relativa de los puntos
de referencia (4) de la rueda (2) respecto de los puntos de
referencia (6) del armazón (5), de modo que se conozca la posición
exacta de la rueda (2), o, dicho de otro modo, su desplazamiento,
respecto del armazón (5).
6. Método, de conformidad con una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque dicha rueda (2)
se carga a una frecuencia entre 10 Hz y 500 Hz.
7. Método, de conformidad con una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque se utilizan
cámaras lineales en dicho sistema de medición (7).
8. Método, de conformidad con una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque se utilizan
diodos de infrarrojos para el citado punto de referencia (4).
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