ES2230808T3 - Regulacion de la alineacion de ruedas de vehiculos con mediciones comparativas de las fuerzas laterales. - Google Patents
Regulacion de la alineacion de ruedas de vehiculos con mediciones comparativas de las fuerzas laterales.Info
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Abstract
El ángulo de la rueda de un vehículo se ajusta de acuerdo con las características del neumático de la rueda de forma que la dirección del vehículo es sustancialmente neutra. Se ajusta el ángulo de rueda de una rueda de referencia del vehículo (por ejemplo, una rueda trasera). A continuación, se giran la rueda de referencia y una rueda no de referencia (por ejemplo una rueda delantera) sobre la superficie del neumático de accionamiento de una pista sinfín sobre la que se forma una pluralidad de protuberancias en forma de placas de una altura predeterminada. A continuación se miden las fuerzas longitudinales y laterales generadas en el neumático. Sobre la base de las formas de onda de la tasa de cambio medida en las fuerzas longitudinales, se determina en un periodo predeterminado desde el momento en que el neumático se deforma cuando la rueda pasa sobre el paso ascendente de la protuberancia hasta que el neumático se deforma cuando la rueda pasa sobre el paso descendente de la protuberancia, se miden las fuerzas laterales dentro de un periodo predeterminado. Se superponen las formas de onda de las fuerzas laterales de ambas ruedas indicadas por los datos extraídos, y la dirección en que el ángulo de convergencia de la rueda no de referencia se debe ajustar se calcula sobre la diferencia entre las formas de onda.
Description
Regulación de la alineación de ruedas de
vehículos con mediciones comparativas de las fuerzas laterales.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la regulación de la alineación de ruedas de un
vehículo, y particularmente para la regulación del ángulo de rueda
de un vehículo en el cual se hace girar sobre una superficie de
rodadura una rueda del mismo con un neumático montado, el neumático
se deforma y se miden las fuerzas que por ello se generan, el
ángulo de la rueda se regula entonces sobre la base de los
resultados de la medición proporcionando una mejora en la
estabilidad de marcha del vehículo y una reducción del desgaste
unilateral del neumático.
En general las ruedas están afectadas de un
ángulo de inclinación ("camber") que asegura la estabilidad de
marcha del vehículo así como de un ángulo de convergencia
("toe-in") para evitar que el desgaste del
neumático se produzca unilateralmente a causa del ángulo de
inclinación (en la presente memoria, la expresión "desgaste
unilateral" se aplica en lo sucesivo para describir un estado en
el que, por la observación del desgaste de un neumático, puede
apreciarse que la cuantía del desgaste que se extiende desde un
borde de la banda de rodadura hasta el otro borde cambia de forma
cónica, esto es, un estado en que una parte del borde de la banda
de rodadura presenta un mayor desgaste que la parte central y que
el borde opuesto de la misma).
Por otra parte, la rueda puede estar dotada de un
ángulo de convergencia para equilibrar las fuerzas que se generan
en los neumáticos anteriores y en los neumáticos posteriores
asegurando con ello la estabilidad de marcha del vehículo y puede
estar dotada de un ángulo de inclinación para evitar el desgaste
unilateral causado por el ángulo de convergencia. Alternativamente,
el ángulo de convergencia y el ángulo de inclinación pueden
regularse ambos en combinación para optimizar la estabilidad de
marcha del vehículo y minimizar el desgaste unilateral del
neumático bajo las restricciones impuestas por el vehículo tales
como sus dimensiones estructurales y similares.
Por consiguiente, con el fin de mejorar la
estabilidad de marcha del vehículo y la resistencia del neumático
al desgaste unilateral durante la marcha, es necesario regular el
ángulo de convergencia y el ángulo de inclinación, que constituyen
los ángulos de rueda (ángulos de posición) dispuestos para cada
rueda. En el procedimiento convencional de regulación de la
convergencia y el ángulo de inclinación, en general, se miden el
ángulo y las dimensiones de cada rueda y los ángulos de convergencia
y de inclinación medidos se regulan a fin de que se ajusten a los
valores objetivo establecidos en el diseño del vehículo.
Sin embargo, aunque los neumáticos tienen ciertas
características tales como orientación de las lonas, debida a la
estructura interna del neumático; la fuerza de convergencia, que se
genera por presentar el neumático un ángulo con respecto a la
dirección de marcha del vehículo y la dirección hacia la que gira
el neumático es diferente a la dirección hacia la que avanza el
vehículo; el par de auto-alineación, que se genera
porque la dirección de avance no se corresponde con el punto de la
superficie de contacto con el suelo al que se aplica la fuerza; el
empuje de la inclinación, que se genera cuando el neumático se
deforma debido al ángulo de inclinación de la rueda que varía con la
rigidez del neumático influida por su estructura interna; el
momento de la inclinación, que se genera por la diferencia entre
los lados izquierdo y derecho de la superficie de contacto con la
carretera; la conicidad que se deriva de errores de fabricación
inherentes a los productos industriales; y la resistencia a la
rodadura que varía según la estructura interna y el material
utilizado tal como el caucho, todas estas características dependen
de la carga aplicada sobre la rueda y varían con la misma. Estas
características también dependen del tipo de neumático.
Dicho de otro modo, las fuerzas antes mencionadas
se generan por la deformación del neumático. La fuerza generada por
el neumático para controlar su dirección de marcha mientras
determina el avance del vehículo es la suma de las fuerzas
mencionadas anteriormente. Por tanto, con independencia del tipo de
neumático, esta fuerza varía según la distribución de la carga del
vehículo en el que está montado el neumático y la alineación de la
rueda (ángulo de rueda). En consecuencia, para responder a las
demandas de aumento de velocidad del vehículo y mayor estabilidad
direccional, es necesario disponer de un procedimiento de
alineación de ruedas que proporcione mayor estabilidad de marcha y
resistencia al desgaste unilateral.
La tecnología que se da a conocer en la
publicación de la solicitud de patente japonesa
(JP-B) nº 51-18681
(US-A-3579845) se conoce como un
procedimiento convencional de regulación que se concentra en las
características del neumático. La rueda se acciona con el uso de
una pluralidad de rodillos y se mide cada una de las fuerzas
generadas por los rodillos. El ángulo de convergencia y el ángulo
de inclinación se miden después sobre la base de la dirección e
intensidad de las fuerza medida. Sin embargo, se ha comprobado que
la fuerza generada por el contacto entre el neumático y la
superficie de la carretera varía según sea la configuración de la
superficie de dicho contacto. Debido a ello, la configuración del
contacto entre el neumático y un rodillo es muy diferente de la
configuración del contacto entre el neumático y la superficie real
de la carretera. Por consiguiente, las características de la fuerza
generada difiere notablemente entre la superficie de la carretera y
el rodillo.
Más concretamente, aunque la fuerza generada con
la utilización de rodillo se asemeje a la fuerza lateral causada
por la orientación de la lona y la existencia del ángulo de
convergencia rodando sobre una superficie real de carretera, la
alineación e intensidad de la fuerza son notablemente diferentes de
las que se presentan cuando la rueda marcha sobre la superficie
real de una carretera. Además el empuje debido a la inclinación
apenas puede detectarse. Por otra parte, no pueden detectarse las
fuerzas generadas en el neumático derivadas de la deformación del
mismo causada por perturbaciones externas debidas a las numerosas
irregularidades de la superficie de la carretera.
En consecuencia, en la técnica convencional
descrita anteriormente, la fuerza medida presenta unos valores que
son diferentes de los valores obtenidos a partir de la superficie
real de carretera. Con el fin de corregir los valores medidos para
ajustarse a los valores obtenidos a partir de la superficie real de
la carretera, se precisan unos datos que expresen las
características de los respectivos neumáticos sobre la superficie
real de carretera. Por tanto, el procedimiento convencional
descrito anteriormente adolece de una falta de aplicabilidad en la
práctica real. Además, no se ha dado a conocer información técnica
en relación con el ángulo al debe ajustarse la alineación para
conseguir la alineación óptima.
Se conoce una técnica en la cual se acciona una
rueda con el uso de una pluralidad de rodillos y que está orientada
a conseguir una alta estabilidad de marcha haciendo sustancialmente
nulas las fuerzas laterales (véase la solicitud de patente japonesa
abierta al público (JP-A) nº 7-5076
(EP-A1-685724). En esta técnica, a
una rueda que presenta un ángulo de inclinación se le aplica una
alineación que genera una fuerza en sentido opuesto al sentido del
empuje de la inclinación con el fin de anular las fuerzas laterales
generadas.
Sin embargo, también en esta técnica, al igual
que en el caso descrito anteriormente, puesto que la superficie de
contacto del neumático con los rodillos es diferente de la
superficie de contacto del neumático con la superficie real de la
carretera, el empuje de la inclinación apenas puede detectarse.
Además, con el fin de desplazar la fuerza generada por el giro de
la rueda de tal manera que la fuerza lateral se anule, es necesario
aplicar la fuerza procedente de la superficie de la carretera
generada por la marcha del vehículo en sentido opuesto al sentido
de la fuerza generada por el vehículo. En este caso, la deformación
de la superficie del neumático de contacto con la carretera resulta
incluso mayor que cuando el neumático está estacionario, y esta
deformación de la superficie de contacto con la carretera es un
factor en la generación del desgaste unilateral del neumático.
Se ha propuesto un procedimiento (véase
JP-A 8-334440) para la regulación
de la alineación de una rueda haciendo girar la rueda sobre una
superficie sustancialmente plana utilizando una banda
transportadora o similar, detectando la fuerza generada por la
rueda y regulando la alineación sobre la base de dicha fuerza. Sin
embargo, la superficie real de una carretera presenta numerosas
irregularidades (salientes y rebajes) y el neumático que gira
montado en un vehículo siempre es deformado por esas numerosas
irregularidades. La carga aplicada a cada rueda también varía
cuando el vehículo circula sobre salientes y rebajes de un ciclo
relativamente largo deformándose también cada neumático de tal
manera que el neumático de un vehículo en marcha gira al tiempo que
es afectado por la fuerza generada por el contacto del neumático
con la superficie de la carretera y la fuerza de las deformaciones
anteriormente citadas. Por el contrario, la fuerza que puede ser
detectada girando el neumático sobre la superficie plana de una
banda transportadora o similar es solamente la fuerza generada por
el contacto del neumático con la superficie de la banda. Tampoco
existe ninguna variación de carga como se genera en una superficie
real de carretera con la consecuencia de que, usando el
procedimiento convencional, sólo se pueden detectar una parte de
las fuerzas generadas rodando sobre una superficie real de
carretera. En consecuencia, aunque la alineación de una rueda se
regule sobre la base de las fuerzas detectadas en condiciones en
que no son afectadas por la variación de carga tal como las
generadas por una superficie sustancialmente plana, la estabilidad
de marcha mejorará para un vehículo que marche sobre una superficie
extremadamente llana, pero no habrá mejora de otras características
de marcha ni del desgaste
unilateral.
unilateral.
Más concretamente, cuando un neumático rueda
sobre una superficie real de carretera, se generan fuerzas por
diferentes mecanismos de generación. A pesar del hecho de que
dichas fuerzas difieren según las características del neumático, se
han utilizado los siguientes procedimientos convencionales: (1) se
hace circular realmente un vehículo utilizando unos neumáticos
determinados, se encuentra empíricamente cuál es el ángulo con el
cual el desgaste lateral es el menor sin pérdida de la estabilidad
de marcha, y la rueda se regula según ese ángulo; (2) la rueda se
regula según un ángulo en el que la fuerza medida sobre una
superficie plana se desvía lo mínimo posible (sustancialmente nula);
(3) la rueda se regula según un ángulo con el cual solamente la
fuerza específica medida rodando la rueda sobre una superficie
plana o sobre rodillos es la mínima posible (sustancialmente cero);
(4) la rueda se regula según un ángulo obtenido por algún otro
procedimiento. Sin embargo, ninguno de estos procedimientos puede
aplicarse a una diversidad de vehículos diferentes circulando con
una diversidad de neumáticos diferen-
tes.
tes.
Además, los presentes inventores midieron la
fuerza lateral y la fuerza longitudinal generada en un neumático
cuando la rueda del vehículo supera un obstáculo y propusieron un
procedimiento para la regulación del ángulo de la rueda de un
vehículo de tal manera que la variación de la fuerza lateral era
mínima cuando la fuerza longitudinal pasaba por un valor máximo o
sustancialmente máximo (véase JP-A nº
10-7013)
(EP-A2-816801). En este
procedimiento, se mide la fuerza longitudinal para detectar el
momento en que la deformación del neumático es máxima y el periodo
en que la fuerza longitudinal es máxima o sustancialmente máxima se
toma como el periodo en el que la deformación del neumático es
máxima o sustancialmente máxima.
Sin embargo, el tiempo en el que cambia la fuerza
longitudinal depende de la geometría de la suspensión del vehículo.
Esta geometría determina a veces que el tiempo en el cual la
deformación del neumático es máxima o sustancialmente máxima no
coincida con el tiempo en que la fuerza longitudinal es máxima o
sustancialmente máxima. En consecuencia, la precisión del
procedimiento de regulación descrito anteriormente viene afectada
por la geometría de la suspensión del vehículo y no siempre es
posible regular la alineación de la rueda de forma óptima aunque se
utilice el procedimiento antes descrito.
Además, las características de la dirección del
vehículo, que influyen grandemente sobre la estabilidad de marcha,
se determinan por un equilibrio entre las fuerzas generadas en el
neumático de cada rueda, y como las tecnologías descritas son todas
ellas relativas a la regulación del ángulo de las ruedas del
vehículo individualmente una a una no toman en consideración en
absoluto el equilibrio mientras durante la marcha del vehículo.
Por otra parte, se conoce un procedimiento en el
cual se comparan la intensidad de la fuerza lateral generada en los
neumáticos anterior y posterior al girar, a continuación se
obtienen las características de la dirección (progresiva, regresiva
o neutral) según la distribución de las fuerzas laterales y los
cambios en la distribución de las fuerzas laterales. Sin embargo,
como la fuerza lateral es una fuerza generada sobre el neumático
girando en una superficie plana según el ángulo de la rueda y la
carga, aunque se midan en realidad las fuerzas generadas en el
vehículo real, es difícil aplicar los resultados a la regulación de
un vehículo real.
En consecuencia, aunque se apliquen las
tecnologías descritas para la regulación del ángulo de una rueda en
particular, persiste el problema de que no se garantiza la
obtención de las características óptimas de dirección.
La presente invención fue concebida en
consideración a los hechos expuestos y es un objetivo de la misma
la obtención de un procedimiento para la regulación de la
alineación de ruedas de un vehículo en el cual puede regularse el
ángulo de una rueda de acuerdo con las características del
neumático de tal manera que las características de la dirección del
vehículo la hagan sustancialmente neutral.
El objetivo de la presente invención es, pues,
proporcionar un procedimiento de regulación de la alineación de
ruedas de un vehículo que hace posible que el ángulo de la rueda se
ajuste simplemente a un ángulo que esté de acuerdo con las
características del neumático y proporcione una estabilidad de
marcha apropiada para una superficie real de carretera, y al propio
tiempo reduzca el desgaste unilateral y optimice las
características de marcha de tal manera que las características de
la dirección correspondan sustancialmente a las de una dirección
neutral, sin ser afectada por la geometría de la suspensión del
vehículo.
Ello se consigue con el procedimiento de la
reivindicación 1.
Cuando un neumático gira en contacto con una
superficie irregular de carretera (superficie de carretera con
resaltes y rebajes), el neumático se deforma por las variaciones de
carga generadas al desplazarse verticalmente con respecto a la
superficie de contacto con el suelo del neumático y por las fuerzas
laterales generadas en el neumático por la deformación
(concretamente, la fuerza lateral conocida como orientación de las
lonas causadas por la estructura del neumático, la fuerza lateral
conocida como conicidad producida por los procesos de fabricación,
la fuerza lateral debida a la afectación de la rueda de un ángulo
de deslizamiento (ángulo de convergencia) y la fuerza lateral
conocida como empuje de la inclinación debida a la introducción de
un ángulo de inclinación en la rueda), todas las cuales son
variables. En la tecnología que se da a conocer en la patente
JP-A nº 10-7013, tal como se
explicó anteriormente, el ángulo de la rueda se regula sobre la base
de la variación de la fuerza lateral generada en el neumático
cuando la deformación del neumático es máxima o sustancialmente
máxima al superar la rueda un obstáculo que simula una superficie
real de carretera (la variación de la carga se produce al paso de la
rueda sobre dicho
obstáculo).
obstáculo).
Sin embargo, como la fuerza lateral generada en
el neumático varía debido a la deformación del neumático cuando la
carga varía o cuando el neumático pasa sobre un obstáculo, como se
ha dicho anteriormente, cuando los factores causantes de dicha
deformación desaparecen, el neumático, que había estado deformado,
varía su forma para intentar recuperar la forma normal y esta
variación de forma produce también una variación de la fuerza
lateral. Los presentes inventores, conscientes de los hechos
expuestos, llegaron a la conclusión de que observando la variación
de la fuerza lateral durante un periodo de tiempo que incluya, no
solamente el tiempo durante el cual la deformación del neumático
está en su máximo o sustancialmente en su máximo, sino también el
tiempo durante el cual el neumático intenta recuperar su forma
normal, y regulando la alineación de rueda (regulando el ángulo de
la rueda) de tal manera que la energía de la variación de la fuerza
lateral durante el periodo indicado sea mínima, podría conseguirse
un grado más alto de estabilidad de marcha propio de una superficie
real de carretera y una mayor reducción del desgaste
unilateral.
unilateral.
Con el fin de verificar el descubrimiento
aludido, los presentes inventores realizaron el experimento que se
describe a continuación. Concretamente, se hizo girar un neumático
utilizando un aparato de arrastre del neumático que presenta, en por
lo menos una posición sobre la superficie de rodadura en la
dirección en la cual el aparato es accionado en su giro, un escalón
plano cuya longitud en la dirección del giro es suficientemente
amplia para que el neumático asiente completamente sobre la misma y
cuya longitud en dirección del eje de giro, que es ortogonal a la
dirección del avance, es mayor que la anchura del neumático.
(Mediante esta estructura, se forma un obstáculo en las partes
anterior y posterior del escalón plano a lo largo de la dirección
de giro sobre la superficie de arrastre del neumático). La fuerza
lateral generada en el neumático se mide repetidamente en cortos
ciclos. A continuación, a partir de los resultados de la medición
de la fuerza lateral durante cada ciclo (cada tiempo de medición)
que está comprendido dentro de un periodo de tiempo predeterminado
que incluye desde el momento en que el neumático se deforma al
pasar la rueda sobre el obstáculo hasta que gira y retorna
sustancialmente a su estado normal, se obtiene repetidamente la
suma de la raíz cuadrada del régimen de cambio de la fuerza lateral
(el valor de la primera derivada de la fuerza lateral con relación
al tiempo), como la energía de la variación de la fuerza lateral
dentro de dicho periodo predeterminado, en cada tiempo de medición
mientras que la alineación de la rueda (en este experimento la
convergencia) se cambia cada vez en una cuantía predeterminada.
La Fig. 1 muestra la relación obtenida por el
experimento anterior entre el ángulo de convergencia y la energía
de la variación de la fuerza lateral generada en el neumático
dentro del periodo de tiempo predeterminado. Como puede apreciarse
claramente en la Fig. 1, el experimento referido confirmó que
existe una correlación definida entre el ángulo de convergencia y
la energía de la variación de la fuerza lateral. También se
confirmó que cuando el ángulo de convergencia del vehículo se reguló
de tal manera que la energía de la variación de la fuerza lateral
era mínima, la estabilidad de marcha del vehículo mejoró
notablemente y el desgaste unilateral se redujo grande-
mente.
mente.
Los presentes inventores también compararon y
evaluaron la estabilidad de marcha de varios modelos de vehículo
(vehículos 1 a 4) bajo dos tipos de modo de regulación. Uno de los
modos era con el ángulo de la rueda regulado al ángulo fijado cuando
el vehículo fue diseñado (modo estándar); el segundo modo, como en
el experimento descrito anteriormente, fue con el ángulo de rueda
regulado de tal manera que la energía de la variación de la fuerza
lateral generada en el neumático durante un periodo de tiempo
predeterminado incluyendo el tiempo desde cuando el neumático se
deformó al pasar la rueda sobre un obstáculo hasta que gira y
retorna sustancialmente a su estado normal era mínima (presente
modo). Los vehículos designados como vehículos 1 a 4 tenían un
desplazamiento entre 1600 cc y 3000 cc y disponían de sistema de
dirección FF o bien FR (esto es, vehículos de turismo). Los
neumáticos usados fueron todos ellos modelos que se encuentran en el
mercado general de un tamaño apropiado al vehículo en el cual
estaban montados. Los resultados del experimento se recogen en la
Tabla 1. Los valores normales con los cuales los resultados se
evaluaron aparecen en la Tabla 2.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Como se desprende claramente de la Tabla 1, el
anterior experimento demostró que, regulando la alineación de la
rueda de manera que sea mínima la energía de la variación de la
fuerza lateral generada en el neumático durante un periodo de tiempo
predeterminado que incluya el tiempo desde que la rueda se deforma
por superar un obstáculo hasta que gira y retorna a su estado
normal, cualquiera que sea el tipo de neumático, puede mejorar
notablemente la estabilidad de marcha del vehículo, y el desgaste
unilateral puede reducirse grandemente. Además, aún cuando el
neumático se deforme debido a un cambio de la carga que actúa sobre
el mismo, la fuerza lateral generada en el neumático por la
deformación experimenta el mismo cambio que cuando el neumático se
deforma al pasar la rueda sobre un obstáculo.
\newpage
Por consiguiente, los presentes inventores
comprobaron, en el experimento anterior que se puede obtener una
estabilidad de marcha apropiada para una superficie real de
carretera y conseguir una reducción en el desgaste unilateral
mediante: el giro de la rueda con el neumático montado sobre un
superficie de giro en la dirección de avance del vehículo, midiendo
por lo menos la fuerza lateral generada en el neumático cuando se
deforma bien sea por pasar la rueda sobre un obstáculo formado en la
superficie sobre la que gira la rueda o por el cambio de la carga
que actúa sobre la rueda; determinación (obtención) de la energía
de la variación de la fuerza lateral generada en el neumático
durante un periodo de tiempo predeterminado, determinando el ángulo
óptimo de rueda según las características del neumático sobre la
base de la energía de la variación de la fuerza lateral
anteriormente determinada; y la regulación del ángulo de la rueda al
valor óptimo determinado de ese modo.
Los presentes inventores también comprobaron que,
debido a que las características de la dirección de un vehículo
están determinadas básicamente por el equilibrio de las fuerzas
generadas en los neumáticos anteriores y posteriores, si el ángulo
de la rueda se regula de tal manera que la forma en que cambia la
fuerza lateral (o el régimen de cambio en la fuerza lateral: el
valor de la primera derivada de la fuerza lateral), dentro de un
periodo de tiempo predeterminado cuando la rueda anterior pasa sobre
un obstáculo o cuando la carga que actúa sobre la rueda anterior
cambia, se hace que se aproxime a la forma en que cambia la fuerza
lateral (o el régimen de cambio de la fuerza lateral), dentro de un
periodo predeterminado cuando la rueda posterior del vehículo pasa
sobre un obstáculo o cuando cambia la carga que actúa sobre la
rueda posterior, es decir, si las diferencias entre ambas ruedas
(anterior y posterior) se reducen, entonces existe la posibilidad de
que las características de dirección del vehículo puedan ser
reguladas a un estado sustancialmente neutral.
Más concretamente, en el experimento mencionado
anteriormente, el presente modo se estableció como el modo en el
cual: el eje posterior se determina como eje de referencia y el eje
anterior se determina como de no referencia, cuando el ángulo de
rueda se reguló de tal manera que, después de que el ángulo de
rueda correspondiente al eje de referencia (las ruedas posteriores)
se reguló de forma que la energía de la variación de la fuerza
lateral generada en el neumático dentro de un periodo de tiempo
predeterminado que incluía el tiempo desde cuando el neumático se
deformaba al pasar la rueda sobre un obstáculo hasta que el
neumático giraba y volvía a su estado sustancialmente normal era
mínima, la transición de la fuerza lateral (o régimen de cambio de
la fuerza lateral) generada dentro de un periodo de tiempo
predeterminado, que incluía el tiempo transcurrido desde que el
neumático se deformaba al pasar la rueda sobre un obstáculo hasta
que rodaba y retornaba a su estado sustancialmente normal, en la
rueda el eje de no referencia era similar (es decir, la diferencia
había decrecido) a la transición de la rueda de referencia montada
en posición diagonalmente opuesta a cada rueda de no referencia (es
decir, para la rueda anterior derecha, la rueda posterior izquierda
es la rueda de referencia diagonalmente opuesta, mientras que para
la rueda anterior izquierda, la rueda posterior derecha es la rueda
de referencia diagonalmente opuesta).
Por tanto, los presentes inventores llevaron a
cabo además el experimento que se describe a continuación. Los
presentes inventores utilizaron los mismos vehículos (vehículos 1 a
4) y los mismos neumáticos que en el experimento anteriormente
explicado, y regularon el ángulo de rueda de la rueda posterior del
eje de referencia (estando determinado el eje posterior como eje de
referencia y el eje anterior como eje de no referencia) al igual
que en el experimento anterior. Después, al regular el ángulo de
rueda de la rueda anterior del eje de no referencia (las ruedas
anteriores), la rueda montada en el mismo lado del vehículo en
dirección transversal del mismo, del eje de no referencia se tomó
como rueda de referencia (es decir, la rueda posterior derecha se
tomó como la rueda de referencia para la rueda anterior derecha,
mientras que la rueda posterior izquierda se tomó como la rueda de
referencia para la rueda anterior izquierda), y el ángulo de rueda
de la rueda del eje de no referencia (la rueda anterior) se reguló
entonces en la misma forma que en el experimento anterior (el modo
presente de la Tabla 3). Se realizaron entonces experimentos para
comparar y evaluar la estabilidad de marcha en este modo con la
estabilidad de marcha cuando el ángulo de la rueda anterior y de la
rueda posterior se regularon según el ángulo determinado al diseñar
el vehículo (el modo estándar). Los resultados de este experimento
se recogen en la Tabla 3. Téngase en cuenta que los valores de
referencia que aparecen en la Fig. 2 se utilizan también para los
valores de evaluación establecidos en la
Fig. 3.
Fig. 3.
\newpage
Como resulta claro a la vista de las Tablas 1 y
3, sobre la base de los resultados de los experimentos anteriores,
los presentes inventores llegaron a la conclusión de que, si un eje
de una pluralidad de ejes de un vehículo (bien sea el eje anterior o
el posterior) se determina como eje de referencia, entonces si el
ángulo de rueda de una rueda montada en el otro eje (eje de no
referencia) se regula de tal manera que la transición de la fuerza
lateral (o el régimen de cambio de la fuerza lateral) generado en el
neumático de la rueda (la rueda de no referencia) montada en el
otro eje (bien sea el eje anterior o el posterior) al girar en
contacto con la superficie de la carretera cuando el neumático pasa
sobre un obstáculo, o cuando la carga que actúa sobre la rueda
cambia, es similar (la diferencia es reducida) a la transición de
la fuerza lateral (o el régimen de cambio de la fuerza lateral)
generada en el neumático de la rueda (la rueda de referencia)
montada en el eje de referencia (bien sea el eje anterior o el
posterior) que gira en contacto con la superficie de la carretera
cuando el neumático pasa sobre un obstáculo, o cuando la carga que
actúa sobre la rueda cambia, el resultado es que, con independencia
del tipo de neumático, las características de la dirección del
vehículo pueden ajustarse sustancialmente a las correspondientes a
una dirección neutral.
Sobre la base de los expuesto, en el
procedimiento de regulación de la alineación de ruedas de un
vehículo según el primer aspecto de la invención, se realiza un
proceso en el cual una rueda del vehículo que debe regularse con un
neumático montado en la misma gira sobre una superficie de rodadura
de la rueda en la dirección de avance del vehículo, una de las
ruedas pasa sobre un obstáculo de una altura predeterminada formada
en la superficie de rodadura o una fuerza (vertical) que actúa
sobre la rueda cambia en una cuantía determinada dentro de un
periodo de tiempo predeterminado, y se mide la fuerza lateral
generada en el neumático montado en la rueda, para una rueda de
referencia en la que está montado el neumático la cual está montada
en un eje de referencia del vehículo, y para una rueda que tiene
montado un neumático que debe regulare y está montada en un eje de
no referencia del vehículo, se realiza una comparación entre la
transición de la fuerza lateral o el régimen de cambio de la fuerza
lateral generada en el neumático montado en la rueda de referencia
y la transición de la fuerza lateral o el régimen de cambio de la
fuerza lateral generada en el neumático montado en la rueda que debe
regularse, y se regula el ángulo de rueda de la rueda que debe
regularse sobre la base de los resultados de la comparación.
Según el primer aspecto de la presente invención,
se realiza un proceso en el cual una rueda de un vehículo que debe
regularse con un neumático montado en la misma gira sobre una
superficie de rodadura en la dirección de avance del vehículo, bien
sea que la rueda pasa sobre un obstáculo de una altura
predeterminada formada sobre la superficie de rodadura o que la
carga que actúa sobre la rueda cambia en una cuantía predeterminada
dentro de una periodo de tiempo predeterminado, se mide la fuerza
lateral generada en el neumático montado en la rueda, para una
rueda de referencia que tiene el neumático montado en la misma y
que está montada, a su vez, en un eje de referencia del vehículo, y
para una rueda que tenga un neumático montado en la misma que debe
regularse y que está montada en un eje de no referencia del
vehículo. Téngase en cuenta que, en la presente invención, fuerza
lateral significa la fuerza en la dirección de una recta que se
corta con un plano que incluye el eje ortogonal a la dirección de
avance del vehículo (la dirección del movimiento relativo entre el
vehículo y la superficie de giro de la rueda) y la superficie de
giro de la rueda (la superficie de la carretera). El cambio de la
carga que actúa sobre el vehículo puede conseguirse girando la
rueda sobre una superficie de rodadura sustancialmente plana y
desplazando la rueda en dirección vertical por medio de una
superficie de rodadura.
Además, en el primer aspecto de la presente
invención, se realiza una comparación entre la transición bien de
la fuerza lateral o el régimen de cambio de la fuerza lateral
generada en el neumático montado en la rueda de referencia y la
transición bien de la fuerza lateral o del régimen de cambio en la
fuerza lateral generada en el neumático de la rueda que debe
regularse, y el ángulo de la rueda que debe regularse se regula
sobre la base de los resultados de la comparación.
En consecuencia, la transición de la fuerza
lateral o del régimen de cambio de la fuerza lateral generada en el
neumático de la rueda que debe regularse puede hacerse próxima a la
transición de la fuerza lateral o del régimen de cambio en la fuerza
lateral generada en el neumático montado en la rueda de referencia.
Por tanto, como se desprende de los resultados de los experimentos
descritos, el ángulo de rueda puede regularse según un ángulo de
rueda de acuerdo con las características del neumático de tal manera
que las características de dirección del vehículo se hacen
sustancialmente las características de una dirección neutral.
Es preferible que el periodo para la comparación
de las transiciones de la fuerza lateral o los regímenes de cambio
de la fuerza lateral sea un periodo que incluya el tiempo desde que
el neumático se deforma por pasar la rueda sobre el obstáculo o por
cambiar la carga que actúa sobre el neumático hasta que el
neumático gira y retorna a su estado normal. Este periodo puede
determinarse, por ejemplo, detectando el inicio del periodo
mediante la detección del desplazamiento de la rueda y detectando
después el final del periodo midiendo el paso de un cierto tiempo
desde el inicio del periodo. Sin embargo, en este caso, es
necesario un mecanismo complicado para la determinación del periodo
por comparación de las transiciones de la fuerza lateral o los
regímenes de cambio de la fuerza lateral y pueden cometerse errores
en la determinación del periodo.
Por este motivo, en el procedimiento de
regulación de la alineación de ruedas del vehículo, según el
segundo aspecto de la presente invención, se realiza un proceso en
el cual una rueda del vehículo que debe regularse con un neumático
montado en la misma gira sobre una superficie de rodadura en la
dirección de avance del vehículo, bien sea que la rueda pasa sobre
un obstáculo de una altura predeterminada formado en la superficie
de rodadura o la carga que actúa sobre la rueda cambia en una
cuantía predeterminada durante un periodo predeterminado, o bien
que una de una fuerza longitudinal o una carga (vertical), y una
fuerza lateral generada en el neumático montado en la rueda se miden
cada una de ellas con el neumático, para una rueda de referencia
que está montada en un eje de referencia del vehículo, y para una
rueda con el neumático que debe regularse y que está montada en un
eje de no referencia del vehículo,
se establece para la rueda de referencia y para
la rueda que debe regularse un periodo predeterminado que incluye
el tiempo transcurrido a partir del momento en que el neumático se
deforma por pasar la rueda pasa sobre un obstáculo o por cambiar la
carga que actúa sobre la rueda hasta el momento en que el neumático
gira y retorna sustancialmente a su estado normal, sobre la base de
los resultados de la medición de la fuerza longitudinal o de la
carga,
se realiza una comparación entre una transición
de la fuerza lateral o el régimen de cambio de la fuerza lateral
generada en el neumático montado en la rueda de referencia y la
transición de la fuerza lateral o el régimen de cambio de la fuerza
lateral generada en el neumático montado en la rueda que debe
regularse dentro del periodo predeterminado, y
se regula el ángulo de la rueda que debe
regularse sobre la base de los resultados de la comparación.
En el segundo aspecto de la presente invención,
se realiza un proceso en el cual una rueda del vehículo que debe
regularse con un neumático montado en la misma gira sobre una
superficie de rodadura en la dirección de avance del vehículo, bien
sea que la rueda pasa sobre un obstáculo de una altura
predeterminada formado en la superficie de rodadura o que cambia la
carga que actúa sobre la rueda en una cuantía determinada dentro de
un determinado periodo, o bien que una fuerza longitudinal o una
carga, y una fuerza lateral generada en el neumático montado en la
rueda se miden cada una de ellas, para una rueda de referencia con
el neumático aplicado y que está montada en un eje de referencia
del vehículo, y para una rueda que debe regularse con el neumático
aplicado y que está montada en un eje de no referencia del
vehículo, se establece para la rueda de referencia y para la rueda
que debe regularse un periodo predeterminado que incluye el tiempo
desde cuando el neumático se deforma por pasar la rueda sobre un
obstáculo o por el cambio de la fuerza que actúa sobre la rueda,
hasta que la rueda gira y retorna sustancialmente a su estado
normal, sobre la base de los resultados de la medición de la fuerza
longitudinal o de la carga. Téngase en cuenta que, según la
presente invención, la fuerza longitudinal es la fuerza en la
dirección de una recta que corta un plano que incluye el eje que
marcha en la dirección en la que avanza el vehículo (la dirección
en la cual se desplaza el vehículo con respecto a la superficie de
rodadura) y la superficie de rodadura (la superficie de la
carretera), mientras que la carga según la presente invención es la
fuerza en dirección vertical aplicada sobre la superficie de
rodadura (la superficie de la carretera).
La fuerza longitudinal y la carga pueden medirse
ambas fácilmente disponiendo un sensor aplicado la superficie de
rodadura, a un elemento conectado a la superficie de rodadura, o a
la rueda que debe regularse (al igual que la fuerza lateral).
Además, suponiendo que el vehículo es el mismo, la transición de la
fuerza longitudinal y la carga generada en el neumático (esto es su
forma de onda) al girar la rueda y superar el obstáculo y el cambio
la carga que actúa sobre la rueda casi no experimentan cambio aunque
se altere la alineación de la rueda. En consecuencia, puede
establecerse con exactitud un periodo predeterminado basando la
determinación en los resultados de la medición de la fuerza
longitudinal o de la carga, aún cuando se midan la fuerza lateral y
la fuerza longitudinal o la carga y el ángulo de rueda se regule
repetidamente.
Obsérvese que, como se describe anteriormente,
cuando cambia la carga que actúa sobre la rueda por el
desplazamiento de ésta en dirección vertical en la superficie de
rodadura, la fuerza longitudinal generada en el neumático no
presenta cambios evidentes en el neumático. Debido a ello, cuando
cambia la carga que actúa sobre el vehículo por desplazamiento de
la rueda en la superficie de rodadura, puede establecerse el
periodo predeterminado midiendo tanto la carga como la fuerza
lateral generada en la rueda y comprando los resultados de la
medición con la carga generada en el neumático cuando el neumático
montado en la rueda se encuentra sustancialmente en su estado
normal.
En el segundo aspecto de la presente invención,
se efectúa una comparación entre la transición de la fuerza lateral
o del régimen de cambio de la fuerza lateral generada en el
neumático montado en la rueda de referencia y la transición de la
fuerza lateral o el régimen de cambio de la fuerza lateral generada
en el neumático montado en la rueda que debe regularse dentro del
periodo predeterminado, y
se regula el ángulo de la rueda que debe
regularse sobre la base de los resultados de la comparación. Por
tanto, al igual que en el primer aspecto de la presente invención,
el ángulo de rueda puede regularse según un ángulo de rueda según
las características del neumático de forma que posibilita que las
características de la dirección del vehículo se establezcan como
dirección sustancialmente neutral.
Obsérvese que, según los aspectos primero y
segundo de la presente invención, es preferible regular por
adelantado el ángulo de la rueda de referencia. También es
preferible que la regulación del ángulo de la rueda de referencia se
efectúe de la siguiente manera.
En el tercer aspecto de la presente invención,
según los aspectos primero y segundo de la misma, la rueda de
referencia gira sobre una superficie de rodadura en la dirección de
avance del vehículo, de tal manera que la rueda de referencia pasa
sobre un obstáculo de una altura predeterminada formado en la
superficie de rodadura o bien que cambia la carga que actúa sobre
la rueda de referencia en la cuantía predeterminada en el periodo
predeterminado, y se mide la fuerza lateral generada en el neumático
montado en la rueda de referencia; y
el ángulo de la rueda de referencia se regula de
antemano de tal manera que la energía de la variación de la fuerza
lateral generada en el neumático dentro del periodo predeterminado
que incluye el tiempo desde el momento en que el neumático de la
rueda de referencia se deforma por pasar sobre el obstáculo o por el
cambio de la fuerza que actúa sobre la rueda de referencia hasta
que el neumático gira y retorna sustancialmente a su estado normal
dentro de una predeterminada gama que incluye el valor mínimo de la
energía de la vibración.
En el tercer aspecto de la presente invención, la
rueda de referencia gira sobre una superficie de rodadura en la
dirección de avance del vehículo, por pasar la rueda de referencia
sobre el obstáculo de altura predeterminada formado en la superficie
de rodadura o por el cambio de la carga que actúa sobre la rueda de
referencia en la determinada cuantía en el periodo predeterminado,
y se mide la fuerza lateral generada en el neumático montado en la
rueda de referencia; y el ángulo de la rueda de referencia se regula
de antemano de tal manera que la energía de la variación de la
fuerza lateral que actúa sobre el neumático dentro del periodo
predeterminado que incluye el momento en que el neumático montado en
la rueda de referencia se deforma por pasar sobre el obstáculo o
por cambiar la carga que actúa sobre la rueda hasta el momento en
que el neumático gira y retorna sustancialmente a su estado normal
se encuentra dentro de una gama predeterminada que incluye el valor
mínimo de la energía de vibración (p. ej., la gama predeterminada es
una gama que abarca desde el valor mínimo hasta un valor
predeterminado). Preferiblemente, el ángulo de la rueda se regula
de tal manera que la energía de la variación de la fuerza lateral es
la mínima dentro de la gama regulable del vehículo que debe
regularse. Sin embargo, existen también vehículos cuya energía de
la variación de la fuerza lateral no puede regularse al mínimo
porque el paso de regulación del ángulo de rueda (el valor del
menor ángulo que puede cambiarse) está en desacuerdo debido al tipo
del modelo (estructura) y otras características similares del
vehículo que debe regularse.
En consecuencia, como también se deduce
claramente de las Tablas 1 y 3, la alineación (ángulo de rueda) de
la rueda de referencia se regula fácilmente según una alineación
que está de acuerdo con las características del neumático. Por
tanto, puede conseguirse tanto una estabilidad de marcha apropiada
para una superficie real de carretera como una reducción del
desgaste unilateral. Además, en el tercer aspecto de la presente
invención, como la alineación de la rueda de referencia se regula
sobre la base de la energía de la variación de la fuerza lateral
generada en el neumático dentro de un periodo predeterminado que
incluye el momento en que el neumático montado en la rueda de
referencia se deforma por pasar sobre el obstáculo o por cambiar la
carga que actúa sobre la rueda hasta el momento en que el neumático
gira y retorna sustancialmente a su estado normal, en comparación
con el caso en que la alineación de la rueda de referencia se regula
sobre la base de la fuerza lateral durante el tiempo en que la
fuerza longitudinal generada en el neumático se encuentra en su
valor máximo o próximo a él, no existe reducción en la exactitud de
la regulación de la rueda de referencia debido a los efectos de la
geometría de la suspensión del vehículo, tal como se da a conocer en
la patente JP-A nº 10-7013.
Con la regulación del ángulo de la rueda que debe
regularse (la rueda no de referencia) según el procedimiento de
regulación de los aspectos primero y segundo de la presente
invención, se optimiza el equilibrio anterior y posterior del
vehículo y se consigue un estado de dirección sustancialmente
neutral, y la rueda que debe regularse se regula según las
características del neumático, lo que conduce a una mejora tanto de
la estabilidad de marcha como del desgaste unilateral.
En el cuarto aspecto de la presente invención,
según los aspectos primero o segundo, la rueda de referencia y la
rueda que debe regularse cuyas transiciones de la fuerza lateral o
del régimen de cambio de la fuerza lateral se comparan son ruedas
montadas en el vehículo en posiciones diagonalmente opuestas entre
sí, una de las ruedas que están montadas en el vehículo en
posiciones opuestas entre sí y cuyas transiciones de fuerza lateral
o del régimen de cambio de la fuerza lateral se comparan es la rueda
de referencia y la otra de las dos ruedas es la rueda que debe
regularse. Por tanto, como resulta claro si se comparan los
resultados del experimento que aparecen en las Tablas 1 y 3, en
condiciones generales de marcha como circulando sustancialmente en
línea recta o en un circuito en donde no se presente gran
aceleración lateral, puede obtenerse un mejor comportamiento de la
estabilidad de marcha en línea recta y en toma de curvas.
La Fig. 2 muestra la transición del valor de la
primera derivada (dFx/dt) con relación al tiempo t de la fuerza
longitudinal Fx y el valor de la primera derivada (dFy/dt) con
relación al tiempo t de la fuerza lateral Fy cuando se miden la
fuera longitudinal Fx y la fuerza lateral Fy por un procedimiento
en el cual se forma un obstáculo (un saliente y una depresión) en
la superficie de rodadura disponiendo un escalón plano, tal como se
describe en el cuarto aspecto, y el vehículo y la superficie de
rodadura se desplazan relativamente entre sí de tal manera que la
rueda gira sobre la superficie de rodadura en la dirección en que
avanza el vehículo y supera el escalón (pasa sobre el saliente, gira
sobre la superficie superior del escalón (la superficie saliente),
y después baja sobre la depresión). La Fig. 3 muestra la transición
de la primera derivada (dFz/t) con relación al tiempo t de la carga
Fz y el valor de la primera derivada (dFy/t) con relación al tiempo
t de la fuerza lateral Fy cuando la carga Fz y la fuerza lateral Fy
se miden bajo la mismas condiciones que en la Fig. 2.
Obsérvese que las (dos) posiciones de la Fig. 2
en donde el valor de la primera derivada de la fuerza longitudinal
experimenta un brusco e importante cambio en sentido positivo o
negativo y las (dos) posiciones de la Fig. 3 en donde el valor de la
primera derivada de la carga experimenta un brusco e importante
cambio en sentido positivo o negativo indican la variación de la
fuerza longitudinal y de la carga producida por la deformación del
neumático que se produce cuando la rueda pasa sobre el saliente o la
depresión. La zona entre las posiciones de las Figs. 2 y 3 en donde
el valor de la primera derivada de la fuerza longitudinal y el
valor de la primera derivada de la carga experimentan un brusco e
importante cambio corresponde a cuando la rueda gira sobre la
superficie superior del escalón (la superficie saliente) y el
neumático se encuentra en fase de retornar sustancialmente a su
estado normal, y, como puede apreciarse claramente en las Figs. 2 y
3, el valor de la primera derivada de la fuerza longitudinal y el
valor de la primera derivada de la carga se mantienen todavía en
cambio durante este tiempo, aunque sea sólo de forma ligera. En
consecuencia, para determinar más fácilmente a partir de la fuerza
longitudinal o de la carga (o del valor de la primera derivada de
la fuerza longitudinal o de la carga) si el neumático ha retornado
sustancialmente a su estado normal cuando la fuerza longitudinal o
la carga se miden formando un escalón de determinada altura sobre
la superficie de rodadura y una rueda gira con el neumático montado
en la misma al pasar la rueda sobre el obstáculo, se proporciona el
sexto aspecto de la presente invención.
Debido a ello, en el quinto aspecto de la
presente invención, según el segundo aspecto de la presente
invención, el escalón se forma sobre la superficie de rodadura
disponiendo sobre la misma un escalón sustancialmente plano cuya
superficie superior se encuentra a una altura predeterminada sobre
la superficie base de la superficie de rodadura, y el escalón se
forma de manera que la superficie elevada se extiende
suficientemente en la dirección del desplazamiento relativo del
vehículo y la superficie de rodadura, para que ambos extremos de la
porción del neumático de contacto con el suelo en dirección del
movimiento se encuentre en contacto con la superficie escalón en el
momento en que la rueda se encuentra sobre el escalón, y
el periodo predeterminado se establece de forma
que sea el periodo desde un primer momento hasta un segundo momento
siendo el primer momento cuando una al menos la fuerza longitudinal
o la carga se hacen mínimas cuando la rueda supera el escalón
deformándose el neumático montado en ella, después de cambiar hasta
un valor predeterminado o superior, el segundo momento es cuando el
régimen de cambio de una por lo menos entre la fuerza longitudinal
o la carga se hace mínimo después de cambiar a un valor
predeterminado o superior, o cuando el extremo anterior de la zona
de contacto con el suelo del neumático en la dirección del
desplazamiento relativo pierde el contacto con la superficie
escalón al rodar el neumático sobre la superficie escalón y
descender la rueda de la superficie escalón deformando el
neumático.
En el sexto aspecto de la presente invención, el
momento en que el régimen de cambio (el valor de la primera
derivada) de la fuerza longitudinal o de la carga producida por la
deformación del neumático de una rueda al subir ésta al escalón se
hace mínimo (por ejemplo, sustancialmente "0") después
realizarse el cambio a un valor predeterminado o superior se toma
como el primer momento (el momento indicado por P_{1} en las
Figs. 2 y 3), y el momento en que el régimen de cambio de la fuerza
longitudinal o de la carga producido por la deformación del
neumático montado en una rueda cuando la rueda desciende del
escalón una vez que el neumático ha girado sobre el escalón se hace
mínimo (es decir, sustancialmente "0") después de alcanzar un
valor predeterminado o superior (el momento indicado por P_{2} en
las Figs. 2 y 3), o el momento en que el extremo anterior de la
zona de contacto con el suelo en dirección del desplazamiento
relativo pierde el contacto con la superficie escalón (por ejemplo,
el momento que corresponde al pico de la parte del valor de la
primera derivada de la fuerza longitudinal o del cambio de la carga
a un valor predeterminado o superior inmediatamente antes de
P_{2}) se toma como el momento segundo. Como el periodo desde el
primer momento hasta el segundo momento se determina que sea el
periodo predeterminado, el primer momento y el segundo momento
pueden ser determinados fácilmente y con un alto grado de exactitud
a partir de los resultados de la medición de la fuerza longitudinal
o de la carga, posibilitando de ese modo el establecimiento del
periodo predeterminado con un alto grado de exactitud (la rueda es
la rueda de referencia y la rueda que debe regularse).
En el sexto aspecto de la presente invención,
según el segundo aspecto de la presente invención, se comparan una
forma de onda de la fuerza lateral o del régimen de cambio de la
fuerza lateral generada en el neumático de la rueda de referencia
dentro del periodo predeterminado y la forma de onda de la fuerza
lateral o del régimen de cambio de la fuerza lateral generada en el
neumático de la rueda que debe regularse dentro del periodo
predeterminado para obtener la diferencia entre las dos formas de
onda, y
se regula el ángulo de rueda de la rueda que debe
regularse de tal manera que se reduzca la diferencia entre las dos
formas de onda.
Téngase en cuenta que, según el segundo aspecto
de la presente invención, se comparan la forma de onda de la fuerza
lateral o el régimen de cambio de la fuerza lateral generada en el
neumático montado en la rueda de referencia dentro del periodo
predeterminado y la forma de onda de la fuerza lateral o el régimen
de cambio de la fuerza lateral generada en el neumático montado en
la rueda que debe regularse dentro del periodo predeterminado para
obtener la diferencia entre las dos formas de onda y se realiza la
regulación de la alineación de la rueda que debe regularse de tal
manera que la diferencia entre las dos formas de onda se reduzca
(de tal manera que las dos formas de onda coincidan
sustancialmente), como se describe específicamente en el sexto
aspecto de la presente invención.
Como la rueda anterior de un vehículo viene
afectada, en general, por el ángulo de avance, el momento en que la
fuerza longitudinal o la carga cambia de forma notable (por
ejemplo, en una cuantía predeterminada o superior) debido a la
deformación del neumático montado en la rueda que se produce al
pasar la rueda sobre el escalón o al cambiar la carga que actúa
sobre la rueda, con frecuencia es diferente para la rueda anterior
que para la rueda posterior. Por tanto, en el séptimo aspecto de la
presente invención, se extrae un punto característico a partir de
la forma de onda de la fuerza lateral o del régimen de cambio de la
fuerza lateral generada en la rueda de referencia dentro del periodo
predeterminado y se extrae un punto característico a partir de la
forma de onda de la fuerza lateral o del régimen de cambio de la
fuerza lateral generada en el neumático de la rueda que debe
regularse dentro del periodo predeterminado, se superponen las dos
formas de onda con los puntos característicos superpuestos como
punto de referencia a fin de obtener la diferencia entre las dos
formas de onda.
Téngase en cuenta que, por ejemplo, la
característica que aparece en la forma de onda de la fuerza lateral
o del régimen de cambio de la fuerza lateral cuando las posiciones
relativas de la rueda y del escalón se encuentran sustancialmente en
una posición predeterminada puede usarse como el punto
característico que se describe en el séptimo aspecto de la presente
invención. Como en el séptimo aspecto de la presente invención, el
punto característico se extrae de la forma de onda de la fuerza
lateral o del régimen de cambio de la fuerza lateral generada en el
neumático montado en la rueda de referencia dentro del periodo
predeterminado y el punto característico se extrae de la forma de
onda de la fuerza lateral o del régimen de cambio de la fuerza
lateral generada en el neumático montado en la rueda que debe
regularse dentro del periodo predeterminado, y las dos formas de
onda se superponen después con los puntos característicos
superpuestos como punto de referencia para obtener la diferencia
entre las dos formas de onda, las formas de onda de la rueda de
referencia y de la rueda que debe regularse pueden superponerse con
la posición relativa de la rueda y del escalón como referencia. En
consecuencia, aunque el momento en que la fuerza longitudinal o la
carga generada en el neumático cambie en una cuantía predeterminada
o superior sea diferente para la rueda anterior y para la rueda
posterior del vehículo, las características de dirección del
vehículo pueden regularse con exactitud con las características de
una dirección neutral.
La Fig. 1 es una representación gráfica que
muestra un ejemplo de la relación entre la alineación de la rueda
(el ángulo de convergencia) y la energía de la variación de la
fuerza lateral generada en el neumático dentro de un periodo
predeterminado que incluye el momento desde que el neumático se
deforma al pasar la rueda sobre el escalón hasta que la rueda gira
y retorna sustancialmente a su estado normal.
La Fig. 2 es una representación gráfica que
muestra ejemplos de la transición del valor de la primera derivada
de la fuerza longitudinal generada en el neumático cuando la rueda
pasa sobre el escalón y después sobre la depresión y la transición
del valor de la primera derivada de la fuerza lateral generada en
el neumático cuando la rueda pasa sobre el escalón y después sobre
la depresión.
La Fig. 3 es una representación gráfica que
muestra ejemplos de la transición del valor de la primera derivada
de la carga generada en el neumático cuando la rueda pasa sobre el
escalón y después sobre la depresión y la transición de la primera
derivada de la fuerza lateral generada en el neumático cuando la
rueda pasa sobre el escalón y después sobre la depresión.
La Fig. 4 es una vista lateral de un aparato para
la medición de la alineación de ruedas según la presente forma de
realización.
La Fig. 5 es una vista en planta esquemática del
aparato de medición de la alineación de ruedas.
La Fig. 6 es una vista en planta de un aparato de
arrastre del neumático.
La Fig. 7A es una vista en sección transversal
tomada por la línea 7A de la Fig. 6.
La Fig. 7B es una vista en sección transversal
tomada por la línea 7B de la Fig. 6.
La Fig. 8A es una vista frontal de un sensor de
fuerzas.
La Fig. 8B es una vista lateral del sensor de
fuerzas.
La Fig. 9 es una vista estructural esquemática
del mecanismo de accionamiento de una placa de fijación de
rueda.
La Fig. 10 es una perspectiva esquemática que
muestra la posición del mecanismo de regulación de un sensor de
distancia y el aparato de accionamiento del neumático.
La Fig. 11 es un diagrama de flujo que muestra el
proceso de medición de la alineación de la rueda de referencia.
La Fig. 12 es un diagrama de flujo que muestra el
proceso de medición de la alineación de la rueda de no
referencia.
La Fig. 13 es un diagrama de flujo que muestra el
proceso de regulación de la orientación del vehículo.
La Fig. 14 es un esquema que explica la forma en
que se regula la orientación del vehículo.
La Fig. 15A es una representación gráfica que
muestra un ejemplo de la transición del régimen de cambio de la
fuerza longitudinal y la fuerza lateral de la rueda de
referencia.
La Fig. 15B es una representación gráfica que
muestra un ejemplo de la transición del régimen de cambio de la
fuerza longitudinal y la fuerza lateral de la rueda de no
referencia.
La Fig. 15C es una representación gráfica que
muestra una comparación de las formas de onda de la fuerza lateral
de la rueda de no referencia y de la rueda de referencia.
La Fig. 16 es un esquema en sección transversal
que muestra otro ejemplo de un aparato de accionamiento.
Las Figs. 17A a 17C son esquemas de otros
ejemplos de aparatos de accionamiento
La Fig. 18 es una vista en perspectiva que
muestra un ejemplo de un mecanismo para desplazar un aparato de
accionamiento del neumático en dirección vertical.
A continuación se explica en detalle un ejemplo
de la presente forma de realización haciendo referencia a los
dibujos. En las Figs. 4 y 5 se representa un aparato para la
medición de la alineación de ruedas de un vehículo, que puede
utilizarse en la presente invención.
Este aparato para la medición de la alineación de
ruedas está dotado de una plataforma de montaje 12 que se eleva y
desciende por medio de un aparato elevador principal 10, y una
plataforma de soporte del vehículo 16 que se eleva y desciende por
medio de un aparato elevador secundario 14 sobre la altura de
referencia de la plataforma de montaje 12. En la plataforma de
montaje 12 se encuentran montados cuatro aparatos de arrastre de
los neumáticos 18 para accionar el giro de las cuatro ruedas del
vehículo 20. Los cuatro aparatos de arrastre de los neumáticos 18
tienen todos ellos la misma estructura, por lo que se explicará uno
de dichos aparatos 18.
Como puede apreciarse en la Fig. 6, el aparato de
arrastre de neumáticos 18 está dotado de un bastidor 22 que
comprende un par de largueros principales 22A dispuestos
paralelamente entre sí a una distancia predeterminada, y unas placas
laterales 22B que se extienden entre el par de largueros
principales 22A en ambos extremos de los mismos. El bastidor 22
está situado de tal manera que la dirección longitudinal de los
largueros principales 22A coincide con la dirección longitudinal del
vehículo 20. Un par de árboles de arrastre 24 se encuentran
situados entre el par de bastidores principales 22A en posiciones
próximas a cada placa lateral 22B. El par de árboles de arrastre 24
giran soportados por los largueros principales 22A.
En un extremo de cada uno de los árboles de
arrastre 24 se encuentra una rueda dentada 26. Las ruedas dentadas
26 están conectadas a través de un mecanismo transmisor de fuerza,
no representado, a un árbol giratorio de un motor no representado
cuya acción de arrastre está controlada por un dispositivo de
control 80 (véase Fig. 5). En consecuencia, cuando el motor gira,
la fuerza que genera se transmite a los árboles de arrastre 24 a
través del mecanismo transmisor de fuerza y las ruedas dentadas 26,
determinando de ese modo el giro de los árboles de arrastre 24.
En ambos extremos de cada uno de los árboles de
arrastre 24 se encuentra un piñón de cadena 28. Entre el par de
árboles de arrastre 24 se encuentran dos cadenas sin fin que
también son arrastradas por el par de piñones opuestos 28 (véase
Fig. 7B). De este modo cuando los árboles de arrastre 24 giran, las
dos cadenas 30 también giran por la acción de los piñones 28.
El aparato de arrastre de los neumáticos 18 está
dotado de un pluralidad de secciones de placas de aluminio
alargadas 32 cuya anchura es suficiente para que no penetren dentro
de las ranuras propias de los dibujos de los neumáticos, y cuya
longitud es de anchura superior a la de los neumáticos. La
pluralidad de secciones de placa 32 se encuentran dispuestas una
junto a la otra en paralelo con las placas laterales 22B a lo largo
de la dirección longitudinal de las cadenas 30, y presenta uno de
sus extremos fijado a una de las cadenas 30, y el otro de sus
extremos está fijado a otra de las cadenas 30 a través de un
elemento de conexión no representado.
En consecuencia, tal como se ilustra en las Figs.
6 y 7, se forma una pista sin fin 34 mediante la conexión conjunta
de una pluralidad de secciones de placa 32 en la dirección de la
anchura de las mismas con la disposición de las cadenas 30 y de los
elementos de conexión. La pista sin fin 34 está arrastrada entre el
par de árboles de arrastre 24 de tal manera que la dirección
longitudinal de las secciones de placa 34 es la dirección
transversal del vehículo 20. Como el par de árboles de arrastre 24
está soportado por el bastidor 22, la pista sin fin 34 queda
soportada de forma giratoria por el bastidor 22. Téngase en cuenta
que la superficie constituida por la superficie superior de la
pluralidad de secciones de placa 32 visto desde arriba el aparato
de arrastre de neumáticos 18 será referida en lo sucesivo como la
superficie de arrastre del neumático 36 (que corresponde a la
superficie de rodadura de la presente invención).
Como se representa en las Figs. 7A y 7B una
pluralidad de escalones planos de altura predeterminada se
encuentran formadas con determinados intervalos en la dirección en
la que avanza la pista sin fin 34 en la superficie exterior de la
pista sin fin 34. Cada uno de los escalones 38 está formado en la
superficie superior de dos secciones de placa 32, es decir, en la
superficie exterior de la pista sin fin 34, de tal manera que el
escalón 38 se extiende entre dos secciones de placa 32 adyacentes
en la dirección en que avanza la pista sin fin 34. La longitud de
cada uno de los escalones 38 en dirección de la anchura de la pista
sin fin 34 (la dirección del eje de giro) es mayor que la anchura
del neumático.
Cuando la pista sin fin 34 avanza, cada una de
las secciones de placa 32 se desplaza en la dirección del avance.
Sin embargo, cuando las dos secciones de placa 32 adyacentes sobre
las que se encuentran formados los escalones 38 se desplazan a la
posición que corresponde a la superficie de arrastre del neumático
36 de la pista sin fin, las superficies superiores de las dos
secciones de placa 32 quedan rasantes entre sí. Por tanto, las
superficies superiores de los dos escalones 38 formados en las
superficies superiores de las dos secciones de placa 32 también
quedan rasantes entre sí quedando también contiguas entre sí. En
consecuencia, solamente se encuentra un escalón en una
predeterminada longitud (la distancia de dos o tres veces la
longitud en la dirección de giro de la superficie de contacto con
la carretera del neumático montado en la rueda situada en la
superficie de arrastre del neumático 36) en la dirección que avanza
la pista sin fin 34. Ambos bordes de la parte escalón en dirección
en la que avanza la pista sin fin 34 corresponden al escalón de la
presente invención. Téngase en cuenta que, en lo sucesivo, de los
dos bordes, el que se encuentra situado corriente abajo del escalón
38 en la dirección en la cual gira la rueda sobre la superficie de
arrastre del neumático 36 (la dirección opuesta a aquélla en la que
avanza la pista sinfín 34) se denominará escalón hacia arriba,
mientras que el borde del otro lado del escalón 38 se denominará
escalón hacia abajo.
Debido a la estructura descrita anteriormente,
cuando la pista sin fin 34 avanza estando una rueda del vehículo 20
situada sobre la superficie de arrastre del neumático 36 de la
misma, el neumático gira sobre la superficie de arrastre 36 y avanza
desde la superficie superior de las secciones de placa 32 subiendo
a la superficie superior (la superficie saliente) de la parte
saliente. A continuación, el neumático avanza sobre el escalón por
la superficie superior de la parte saliente y desciende a la
superficie superior de las secciones de placa 32 (la superficie de
base). Este proceso se repite.
Como puede apreciarse en la Fig. 7A, a cada parte
extrema de la superficie de cada sección de placa 32, por la parte
interior de la pista sin fin 34 está aplicada una guía plana 40. En
cada una de las guías planas 40A que avanzan en la dirección de
avance de la pista sin fin 40 se encuentra tallada una ranura de
acoplamiento en forma de V. Por otra parte, los extremos del
elemento de placa soporte de carga 42 dispuesto para extenderse a
través de los largueros principales 22A, se encuentran a la
superficie interna del par de largueros principales 22A. Sobre la
parte superior de este elemento de placa soporte de carga 42 está
fijo un elemento de guía 44 en una posición encarada con la guía
plana 40.
En la parte superior del elemento de guía 44 en
posiciones opuestas a las ranuras de acoplamiento 40A, se
encuentran talladas unas ranuras receptoras 44A en forma de V que
se extienden en la dirección de avance de la pista sin fin. Entre
las ranuras de acoplamiento 40A y las ranuras receptoras 44A se
sitúa una pluralidad de bolas de acero de idéntico tamaño 46.
En consecuencia, aunque la rueda de un vehículo
20 se encuentre montada sobre la superficie de arrastre del
neumático 36 aplicando con ello una carga sobre las secciones de
placa 32 que forman la superficie de arrastre del neumático 36, la
pluralidad de secciones de placa 32 que constituyen la superficie
de arrastre del neumático 36 están soportadas por el elemento de
placa soporte de carga 42 y el elemento de guía 44 con la
interposición de las bolas 46 de tal manera que la superficie
superior de la pluralidad de placas de sección 32 constituye una
superficie plana uniforme. Además, mediante el avance de la pista
sin fin 34 y el giro de la rueda, como se describe a continuación,
la fuerza en la dirección de avance de la pista sin fin actúa sobre
la superficie de arrastre del neumático 36 y se transmite al
bastidor 22 a través de las guías planas 40, las bolas 46, las guías
planas 44, y el elemento de placa soporte de carga 42.
Unas ranuras rectangulares 42A se forman en la
superficie superior del elemento de placa soporte de carga 42
cubierta por el elemento de guía 44. El tamaño de las ranuras
rectangulares 42A es tal que permiten que las bolas 46 pasen a lo
largo de las ranuras rectangulares 42A en la dirección del giro de
la pista sin fin 34. Aunque no se representa en los dibujos, en
ambas partes extremas del elemento de placa soporte de carga 42 se
forma una ranura en forma de U avanzando en la dirección en la que
circula la pista sin fin extendiéndose en forma de U entre el paso
existente entre la ranura de acoplamiento 40A y la ranura de
recepción 44A y el paso formado por la ranura rectangular 42A. Las
bolas 46 pasan a través de la ranura en forma de U a lo largo del
paso entre la ranura de acoplamiento 40A y la ranura de recepción
44A y el paso formado por la ranura rectangular 42A.
Exteriormente al bastidor 22 se encuentra un
bastidor de soporte 48. El bastidor de soporte 48 presenta un forma
sustancialmente en U que comprende una parte inferior 48A, situada
bajo el bastidor 22 y que se extiende en la dirección en la que gira
la pista sin fin 34, y dos partes de soporte 48B que se extienden
hacia arriba en ambos extremos de la parte inferior 48A de tal
manera que sus costados están encarados a las placas laterales 28B
del bastidor 22 a una distancia predeterminada de las mismas. Fijos
a las superficies laterales del par de soportes 48B se encuentran
unos raíles guía deslizantes izquierdo y derecho 50 que se
extienden en la dirección en la que gira la pista sin fin 34 (la
dirección transversal del vehículo).
A las placas laterales 22B del bastidor 22 están
fijos unos bloques desplazables 54 a través de sensores de fuerza
52, que se explican en detalle más adelante. Unas ranuras en las
que ajustan los raíles guías deslizantes izquierdo y derecho 50 se
encuentran talladas en las superficies laterales de los bloques
desplazables 54 y el bloque desplazable ajusta con los raíles guías
izquierdo y derecho 50 a través de dichas ranuras. En consecuencia,
el bastidor 22 (y también la pista sin fin 34) pueden desplazarse en
dirección transversal al vehículo a lo largo de los raíles guías
izquierdo y derecho 50.
En una de las placas laterales 22B está fijo un
soporte 56 que sobresale hacia la parte de soporte 48B del bastidor
48. Un taladro roscado atraviesa la parte extrema distante del
soporte 56 en la dirección transversal del vehículo. Un husillo
giratorio 58 gira dentro del taladro roscado formando un mecanismo
de husillo de bolas. Un extremo del husillo giratorio 58 está unido
coaxialmente al árbol giratorio de un motor 60 montado en la placa
soporte 48B del bastidor 48. El motor 60 está conectado al
dispositivo de control 80 (véase Fig. 5) y la actuación del motor
está controlada por el dispositivo de control 80.
En estas condiciones, cuando el husillo giratorio
gira por la acción del motor 60, el soporte 56, el bastidor 22, y
la pista sin fin se desplazan simultáneamente acercándose o
separándose del bastidor de soporte 48 en dirección transversal al
vehículo. Además, cuando el motor de accionamiento se detiene, el
desplazamiento del bastidor 22 así como el de los demás elementos
acercándose o separándose del bastidor de soporte 48 en dirección
transversal del vehículo queda impedido por la acción del mecanismo
de husillo de bolas.
Como se ilustra en las Figs. 8A y 8B, el sensor
de fuerza 52 está dotado de un par de brazos de medición de fuerza
52A que están equipados con elementos de detección de fuerzas tales
como calibres de distorsión y células de carga. Ambos extremos de
cada uno de los brazos de medición de fuerza 52A se encuentran fijos
a la parte interior de un marco rectangular 52C. Las partes
centrales de cada uno de los brazos de medición de fuerza 52A están
conectadas entre sí mediante una placa de conexión 52B. El sensor de
fuerza 52 detecta la fuerza en dos direcciones ortogonales a la
dirección longitudinal de los brazos de medición de fuerza 52A (la
dirección ortogonal a la superficie del dibujo en la Fig. 8A y la
dirección ortogonal a la superficie del dibujo en la Fig. 8B).
En las placas laterales 22B se encuentran
dispuestos cuatro taladros roscados para el montaje del marco
rectangular 52C, y en la placa de conexión 52B se encuentran cuatro
taladros roscados para el montaje del bloque desplazable 54. El
sensor de fuerza 52 está empernado a las placas laterales 22B y al
bloque desplazable 54 de tal manera que la dirección longitudinal
del brazo de medición de fuerza 52A coincide con la dirección
vertical del vehículo.
En consecuencia, cuando la pista sin fin 34
avanza se aplica una fuerza en la dirección en que avanza la pista
sin fin 34 debido al giro de las ruedas del vehículo sobre la pista
sin fin 34, esta fuerza se transmite al bastidor 22 través del piñón
28 y las placas laterales 22B del bastidor 22 se desplazan en la
dirección del giro. Debido a ello, el brazo de medición de fuerza
52A del sensor de fuerza 52 se deforma en la dirección del giro y la
intensidad de la fuerza en la dirección del giro se mide por el
sensor de fuerza 52.
A continuación, cuando la fuerza (fuerza lateral)
en dirección del eje de giro se aplica a la pista sin fin 34 por el
giro de la rueda sobre la misma, esta fuerza se transmite al
bastidor 22 a través de las guía planas 40, las bolas 46, las guías
planas 44, y el elemento de placa soporte de carga 42,
desplazándose así las placas laterales 22B del bastidor 22 en la
dirección del eje de giro. Debido a ello, el brazo de medición de
fuerza 52A del sensor de fuerza 52 se deforma en la dirección del
eje de giro y la intensidad de esta fuerza en dirección del eje de
giro se mide por el sensor de fuerza 52. El sensor de fuerza 52 está
conectado al dispositivo de control 80 (véase Fig. 5) e introduce
en este dispositivo 80 los resultados de la medición.
En la plataforma de montaje bajo la parte
inferior 48A del bastidor de soporte 48, se encuentran montados un
par de guías deslizantes longitudinales 62 que se extienden
paralelamente entre sí en la dirección del giro de la cinta sin fin
(la dirección longitudinal del vehículo). En la superficie inferior
de la parte inferior 48 se encuentran talladas un par de ranuras
para el ajuste de los raíles guías deslizantes longitudinales 62, y
la parte inferior 48A del bastidor de soporte 48 ajusta con los
raíles guías deslizantes longitudinales por medio de las ranuras.
En consecuencia, el bastidor de soporte 48 tiene posibilidad de
desplazarse en la dirección longitudinal del vehículo a la largo de
los bastidores guías de deslizamiento 62.
Obsérvese que el bastidor de soporte 48 se
desplaza en la dirección longitudinal del vehículo, acercándose o
separándose de la base de montaje 12 por medio de un mecanismo de
accionamiento, no ilustrado, similar al descrito anteriormente (un
mecanismo de husillo de bolas con un motor).
Obsérvese también que, de los cuatro aparatos de
arrastre de neumáticos 18, las direcciones en las que giran la
pista sin fin 34 del par de aparatos de arrastre de neumáticos 18,
sobre los que asientan las ruedas anteriores del vehículo 20, son
paralelas entre sí. También son paralelas entre sí, las direcciones
en las que giran la pista sin fin 34 del par de aparatos de
accionamiento de neumáticos, sobre los que sientan las ruedas
posteriores del vehículo 20. Además, la dirección en la que giran
las pistas sin fin 34 de los aparatos de arrastre de los neumáticos
18, sobre los que asientan las ruedas anteriores del vehículo, es
idéntica a la dirección en la que giran las pistas sin fin 34 de los
aparatos de arrastre de los neumáticos 18, sobre los que asientan
las ruedas posteriores del vehículo.
Como se ilustra en la Fig. 4, unos pares de
placas de fijación de ruedas 64 están dispuestos en la parte
anterior y en la parte posterior en la dirección longitudinal del
vehículo de cada uno de los aparatos de arrastre del neumático 18
sobre la plataforma de montaje 12 y para cada par de placas de
fijación de ruedas 64 se encuentra dispuesto el mecanismo de
accionamiento representado en la Fig. 9. Cuando están inactivas
(esto es, en el estado representado en líneas de trazos de la Fig.
9), los pares de placas de fijación de ruedas 64 están rasantes
sustancialmente con la superficie superior de la plataforma de
montaje 12, y el extremo de cada placa, en dirección longitudinal
del vehículo, más próximo al aparato de arrastre del neumático 18
se encuentra soportado articulado sobre la plataforma de montaje
18.
Para cada par de placas de fijación de ruedas 64
existe un par de palancas 66. En la parte central en la dirección
longitudinal del vehículo en cada una de las superficies laterales
de las placas de fijación de ruedas 64 se encuentra un taladro
rasgado 64A. La parte extrema superior de cada una de las palancas
66 se encuentra sujeta de forma desplazable con un pivote 68 en
cada uno de los taladros rasgados 64A. Cuando la palanca de
sujeción de ruedas se encuentra inactiva, la parte extrema inferior
de cada uno de los pares de palancas 66 esta montada articulada
sobre la plataforma de montaje 12 de tal manera que la distancia
entre la parte extrema inferior de cada par de palancas 66 se
acorta, situándose lo más cercana a la parte extrema inferior de la
palanca.
Además, las partes centrales de cada par de
palancas 66 están conectadas entre sí mediante un cilindro
hidráulico. La parte central de uno de cada par de palancas 66 está
conectada a un extremo de un muelle helicoidal de extensión, cuyo
otro extremo se encuentra fijo a la plataforma de montaje 12.
El cilindro hidráulico 70 está conectado al
dispositivo de control 80 (ver Fig. 5), y se extiende y contrae
bajo la acción del dispositivo de control. Cuando la longitud del
cilindro hidráulico 70 se acorta gradualmente hasta una longitud
inferior a la representada en la Fig. 9, los pares de palancas 66
se aproximan gradualmente hacia la posición vertical venciendo la
fuerza del muelle helicoidal de extensión 72 y las distancias entre
las partes extremas superiores de cada par de palancas 66 se acorta
gradualmente. A consecuencia de este movimiento cada una de las
placas del par de placas de fijación de las ruedas 64 comienza a
girar. Como se representa en las líneas de doble punto y trazo de la
Fig. 9, si se encuentra una rueda situada en el aparato de arrastre
del neumático 18, entonces, cuando la parte extrema distante de
cada par de placas del par de placas de fijación de ruedas 64 entra
en contacto con la rueda, se impide el giro de la rueda en la
dirección longitudinal del vehículo.
Unos vástagos 74 se encuentran fijos a los lados
de la plataforma de montaje 12 en cuatro posiciones que
corresponden a los cuatro aparatos de arrastre del neumático 18.
Como se representa en la Fig. 10, cada uno de los vástagos 74 está
soportado de forma oscilante en la dirección que indica la flecha A
de la Fig. 10, y también puede extenderse y contraerse. En el
extremo distante de cada vástago 74 se encuentra un sensor de
distancia 76. Como sensor de distancia 76 puede utilizarse un sensor
de tipo sin contacto, por ejemplo, un sensor que irradia un rayo
láser sobre un objeto y detecta la distancia entre el mismo y el
objeto al recibir el rayo láser reflejado por el objeto.
Cuando se sitúa una rueda sobre el aparato de
arrastre del neumático 18, cada uno de los vástagos 74 se alarga o
contrae y gira manualmente de tal manera que el sensor de distancia
quede encarado al centro de la rueda. Esto permite que el sensor de
distancia 76 pueda detectar la distancia entre el propio sensor y la
rueda situada en el aparato de arrastre del neumático 18. El sensor
de distancia 76 está conectado al dispositivo de control 80 (véase
Fig. 5) y los resultados de la detección de la distancia a la rueda
se introducen en el dispositivo de control 80.
Para el dispositivo de control 80, representado
en la Fig. 5, puede utilizarse, por ejemplo, un microordenador El
dispositivo de control 80 está conectado a una unidad de
presentación 82 que comprende un tubo de rayos catódicos CRT o
similar para la presentación de los valores de las mediciones
efectuadas por el sensor de fuerza 52, la dirección hacia la que
debe regularse la alineación de ruedas, y demás.
A continuación se desarrolla una explicación del
procedimiento de regulación de la alineación de ruedas utilizando
el aparato de medición de la alineación de ruedas descrito
anteriormente como un efecto a la presente forma de realización.
En primer lugar, el operador desplaza el bastidor
de soporte 48 de cada uno de los aparatos de arrastre del neumático
18 en la dirección longitudinal del vehículo a lo largo de los
raíles guías de deslizamiento longitudinal 62 de tal manera que los
cuatro aparatos de arrastre del neumático 18 queden situados en
correspondencia con las cuatro ruedas del vehículo que debe
regularse según la vía y la batalla del mismo. El operador también
desplaza el bastidor 22 en dirección transversal del vehículo a lo
largo de los raíles guía de deslizamiento transversal ajustando de
este modo la posición de cada uno de los aparatos de arrastre del
neumático 18 en la plataforma de montaje 12.
Obsérvese que, como los desplazamiento indicados
se realizan utilizando la fuerza del motor de accionamiento a
través del mecanismo de husillo de bolas, si el motor de
accionamiento se detiene, el aparato de arrastre del neumático 18
queda bloqueado en la posición ajustada por el mecanismo de husillo
de bolas.
A continuación, cada una de las ruedas del
vehículo 20 se sitúa en una superficie de arrastre del neumático 36
del aparato de arrastre del neumático 18 y el vehículo 20 se
desplaza sobre la plataforma de montaje 12 volviendo el volante de
dirección hacia la dirección correspondiente al desplazamiento
rectilíneo hacia delante del vehículo 20 de tal manera que el eje
central de la carrocería quede sustancialmente paralela a la
dirección en la que gira la pista sin fin 34 del aparato de arrastre
del neumático 18. A continuación se extiende o contrae manualmente
cada uno de los vástagos 74 de tal manera que el sensor de
distancia 76 quede frente al centro de cada una de las ruedas.
Una vez completada la operación anterior, el
operador indica al dispositivo de control 80 que proceda a la
medición de la alineación de ruedas. Como consecuencia, se realizan
en secuencia las etapas del procedimiento de medición de la
alineación de ruedas que se representa en la Fig. 11. Después de
completada la regulación de la alineación de ruedas de la rueda de
referencia, se realizan en secuencia las etapas del proceso de
medición de la alineación de la rueda de no referencia que se expone
en la Fig. 12. El proceso de la regulación de la orientación del
vehículo indicado en la Fig. 13 también se realiza en ciclos de una
predeterminada duración. A continuación se desarrolla una
explicación del proceso de alineación del vehículo, haciendo
referencia a la Fig. 13.
En la etapa 100, se mide la distancia entre cada
sensor de rueda 76 y el centro de cada rueda correspondiente del
vehículo mediante el sensor de distancia 76 (estas distancias se
indican como a, b, A y B en la Fig. 13). En la etapa 102 se comparan
el valor obtenido por substracción de la distancia b del sensor de
distancia 76 al centro de la rueda posterior izquierda del vehículo
de la distancia a del sensor de distancia 76 al centro de la rueda
anterior izquierda del vehículo (a - b), y el valor obtenido por
substracción de la distancia B del sensor de distancia 76 al centro
de la rueda posterior derecha del vehículo de la distancia A del
sensor de distancia 76 al centro de la rueda anterior derecha del
vehículo (A - B), y sobre la base de la comparación de determina si
la orientación del vehículo es correcta, o no.
En la etapa 102, si el valor de (a - b) es igual
que el valor (A - B), entonces, aunque la vía de las ruedas
anteriores del vehículo 20 y la vía de las ruedas posteriores del
vehículo 20 presenten una diferencia, puede determinarse que el eje
de la carrocería es paralelo a la dirección en la que avanza cada
aparato de arrastre del neumático 18 del aparato de alineación de
ruedas y la determinación de la etapa 102 es afirmativa. El proceso
de orientación del vehículo queda entonces completado y no se
continúa el proceso.
Si por el contrario, en la etapa 102, el valor (a
- b) no es igual que el valor (A - B), se efectúa una determinación
negativa y la rutina sigue a la etapa 104. En la etapa 104, se
calcula la distancia que debe desplazarse por el aparato de arrastre
del neumático con el fin de que el valor (a -b) coincida con el
valor (A - B) y, sobre la base de este cálculo, se pone en marcha
el motor 60 y se regula la posición del aparato de arrastre del
neumático 18 desplazándose en dirección del eje de giro. Esto
permite regular la orientación del vehículo de tal manera que el
eje central de la carrocería resulte paralelo a la dirección en la
que gira el aparato de arrastre del neumático 18 del aparato de
medición de la alineación de ruedas. Aplicando el proceso que se ha
descrito, aunque el eje central de la carrocería de un vehículo
situado sobre la plataforma de montaje 12 no sea paralelo a la
dirección en la que avanzan los aparatos de arrastre del neumático
18, puede corregirse la orientación del vehículo de tal manera que
ambos resulten paralelos.
En el proceso de medición de la alineación de
ruedas (Figs. 11 y 12) que se describe a continuación, se hace
girar cada vez una rueda del vehículo 20 por el aparato de arrastre
del neumático 18. Si se hace girar cada vez una rueda del vehículo
20, entonces, debido a la fuerza en dirección del eje de giro
generada por la rueda que gira, se presenta todavía una
distorsionen en las ruedas no giratorias desplazando ligeramente la
carrocería del vehículo y cambiando la alineación de la rueda que
gira sobre la superficie de arrastre del neumático 36. Sin embargo,
como el proceso antes expuesto de regulación de la orientación de
la carrocería del vehículo se realiza cíclicamente, aunque la
posición de la rueda que gira y la carrocería del vehículo se
desplacen por la distorsión de los neumáticos que no giran y el
aparato de arrastre del neumático 18 se desplace de tal manera que
la alineación de las ruedas que giran sobre la superficie de
arrastre 36, se mantiene en el mismo estado que cuando la posición
de la carrocería del vehículo no se ha desplazado, la alineación de
la rueda que gira sobre la superficie de arrastre del neumático 36
se mantiene constante y la medición de la alineación de ruedas en
el proceso de medición mejora.
A continuación se explica el proceso de medición
de la alineación de la rueda de referencia desarrollando el
diagrama de flujo que se representa en la Fig. 11. Téngase en
cuenta que, en la presente forma de realización, se determina como
eje de referencia el eje posterior del vehículo. Por tanto, en el
proceso de medición de la alineación de la rueda de referencia se
miden las alineaciones de las ruedas izquierda y derecha montadas
en el eje posterior.
En la etapa 120, se desplazan las placas de
fijación de ruedas 64 de las tres ruedas distintas de la rueda de
referencia que se debe medir por la acción del cilindro hidráulico
70 para fijar las tres ruedas que no deben medirse inmovilizándolas
en la dirección longitudinal del vehículo. Téngase en cuenta que,
en vez de fijar las ruedas con la placa de fijación 64, también es
posible utilizar los puntos de aplicación del gato existentes en el
vehículo 20 u otros similares para fijar el vehículo evitando el
desplazamiento del mismo en dirección longitudinal. Sin embargo, en
este caso es preciso asegurarse de que, fijando la carrocería del
vehículo de esta manera, no se aplica a la misma ninguna fuerza
distinta de la fuerza de arrastre de las ruedas.
En la etapa siguiente 122, se hace girar el
aparato de arrastre del neumático 18 correspondiente a la rueda de
referencia que se debe medir. Esto determina el giro de la rueda
que debe medirse sobre la superficie de arrastre del neumático 36.
En consecuencia, la rueda de referencia que debe medirse pasa
repetidamente sobre la superficie de las secciones planas 32
pasando a la superficie superior de las partes salientes y
descendiendo después desde estas superficies salientes de nuevo a la
superficie superior de las secciones planas 32.
El desplazamiento de la rueda subiendo a la
superficie superior de las partes salientes y descendiendo de nuevo
a las partes planas genera la fuerza longitudinal Fx (la fuerza en
la dirección del giro), la fuerza lateral Fy (fuerza en dirección
del eje de giro) y la carga Fz (fuerza vertical sobre la superficie
de arrastre en el neumático de la rueda de referencia que debe
medirse). Sin embargo, en la presente forma de realización, de las
tres fuerzas citadas, la fuerza longitudinal Fx y la fuerza lateral
Fy se miden con el sensor de fuerza 52. Por tanto, en la etapa 124,
la salida del sensor de fuerza 52 (los valores medidos de la fuerza
longitudinal Fx y de la fuerza lateral Fy) se muestrean y los
valores de las mediciones de la fuerza longitudinal Fx y de la
fuerza lateral Fy resultantes del muestreo se almacenan en un medio
de almacenamiento tal como la memoria.
En la etapa siguiente 126, se determina si se ha
completado o no la medición de la rueda de referencia. Si la
determinación es negativa, la rutina vuelve a la etapa 122 y se
repiten los procesos desde la etapa 122 a la 126 en ciclos
comparativamente cortos. De este modo la fuerza longitudinal Fx y
la fuerza lateral Fy generadas por la rueda de referencia que debe
medirse al girar sobre la superficie de arrastre 36 se miden en
ciclos comparativamente cortos y los resultados de la medición se
almacenan en secuencia hasta que la determinación de la etapa 126
resulte afirmativa.
Cuando se han cumplido ciertas condiciones, tales
como el transcurso de un tiempo determinado, o la compleción de un
determinado número de giros de la rueda, o la cantidad de datos de
las mediciones almacenadas en la memoria ha alcanzado un número
determinado (estas condiciones se establecen de tal manera que la
medición continua de la fuerza longitudinal Fx y la fuerza lateral
Fy durante el tiempo desde que la rueda sube a uno de los salientes
hasta que desciende del mismo se produce por lo menos una vez), la
determinación de la etapa 126 es afirmativa y la rutina pasa a la
etapa 128. En esta etapa 128, se efectúa la determinación de si el
proceso de medición indicado ha sido realizado para todas la ruedas
del vehículo 20. Si la determinación es negativa, la rutina vuelve
a la etapa 120 y el proceso se repite con otra rueda como rueda de
referencia que debe medirse.
Cuando el proceso de medición se ha completado
para todas las ruedas del vehículo y se han recogido todos los
datos de cada rueda, en la etapa 128 se efectúa una determinación
afirmativa. En la etapa 130, se libera la placa de fijación de
ruedas 64 y la rutina pasa a la etapa 132. En la etapa 132 se
calcula para cada una de las ruedas del vehículo la dirección de
regulación del ángulo de convergencia (esto es si la rueda precisa
cerrar o abrir el ángulo de convergencia). A continuación se
describe la forma en que se efectúa el cálculo para una rueda.
En primer lugar, se toman de los medios de
almacenamiento los valores de la pluralidad de mediciones de la
fuerza longitudinal Fx y de la fuerza lateral Fy de la rueda que
debe procesarse correspondientes a todas las mediciones de las
fuerzas longitudinales Fx y las fuerzas laterales Fy acumuladas y
almacenadas en dichos medios. A continuación se calcula para toda
la pluralidad de valores medidos de la fuerza longitudinal Fx la
primera derivada con relación al tiempo (dFx/dt: régimen de cambio
de la fuerza longitudinal). Obsérvese que, si los datos del valor
de la primera derivada de la fuerza longitudinal (dFx/dt)
determinados por el cálculo se llevan a un gráfico con el tiempo
como abscisas, un ejemplo de la forma de onda resultante es la
representada por una línea llena fina en la Fig. 2.
A continuación, de los datos (serie de datos) del
valor de la primera derivada de la fuerza longitudinal (dFx/dt), se
extraen los datos (serie de datos) correspondientes a cuando la
rueda pasó sobre el escalón (es decir, los datos (serie de datos) de
cuando la rueda se desplazó hacia arriba al escalón y los datos
(serie de datos) de cuando la rueda descendió del escalón). Como
también se deduce claramente de la Fig. 2, como el neumático se
deforma grandemente cuando la rueda pasa sobre el escalón, se
presenta una forma característica en los datos de la primera
derivada de la fuerza longitudinal (dFx/dt) con dos grandes
variaciones, es decir, se producen en secuencia una gran variación
en sentido positivo y una gran variación en sentido negativo, cada
una de ellas de una amplitud predeterminada o superior. Además,
cuando la rueda sube al escalón, una variación negativa es seguida
de una variación positiva. Cuando la rueda desciende del escalón,
una variación positiva es seguida de una variación negativa.
En consecuencia, la extracción de los datos
correspondientes a cuando el vehículo pasó subiendo al escalón y
descendiendo del mismo puede conseguirse de la siguiente forma. Por
ejemplo, los datos de valor absoluto sobre un valor predeterminado
se extraen de los datos del valor de la primera derivada de la
fuerza longitudinal (dFx/dt) y estos datos extraídos se consideran
como datos del pico o de la proximidad del pico causado por el paso
de la rueda sobre el escalón. Si la representación de la variación
característica para la subida al escalón o la representación de la
variación características del descenso del escalón se encuentran en
los datos (serie de datos) obtenidos de una medición dentro de un
determinado periodo que incluye los datos, entonces estos datos
(serie de datos) se extraen como los datos correspondientes a
cuando la rueda subió al escalón o cuando descendió del
escalón.
A continuación, se determina el momento cuando el
valor de (valor absoluto de) la primera derivada de la fuerza
longitudinal, después de haberse producido la primera de las dos
grandes variaciones que forman la representación característica del
cambio, es mínimo (es decir, el momento cuando el valor absoluto de
la fuerza longitudinal es máximo - esto es el momento indicado por
P_{1} en la Fig. 2) a partir de los datos extraídos de cuando la
rueda pasa sobre el escalón por el proceso anterior. Concretamente,
se extraen de los datos (serie de datos) extraídos como se describe
anteriormente, los datos para la zona limítrofe en donde cambia la
polaridad (positiva o negativa) del valor de la primera derivada de
la fuerza longitudinal (los datos correspondientes al punto en la
secuencia de tiempo, en que la polaridad de los datos anteriores es
diferente de la polaridad de los datos subsiguientes). El momento
determinado por estos datos se considera el momento en que el valor
(absoluto) de la primera derivada de la fuerza longitudinal es el
mínimo. Este momento corresponde al primer momento que se describe
en el sexto aspecto de la presente
invención.
invención.
A continuación se determina el momento en que el
valor (absoluto) de la primera derivada de la fuerza longitudinal
es mínimo, después de haberse producido las dos grandes variaciones
que forman la representación característica del cambio (es decir, el
momento cuando el valor absoluto de la fuerza longitudinal es
máximo - esto es el momento indicado por P_{2} en la Fig. 2) a
partir de los datos de cuando la rueda pasó sobre el escalón, en la
misma forma que el primer momento. Este momento corresponde al
segundo momento que se describe en el sexto aspecto de la presente
invención.
A continuación, se extraen las mediciones de la
fuerza lateral Fy dentro del periodo comprendido entre el primer
momento y el segundo momento (que corresponde al periodo
predeterminado de la presente invención) de los valores de las
mediciones de la fuerza lateral Fy recogidos de los medios de
almacenamiento y se calcula el valor de la primera derivada con
relación al tiempo de cada uno de ellos (dFy/dt: el régimen de
cambio de la fuerza lateral Fy). Obsérvese ahora que, si datos de
los valores de la primera derivada de la fuerza lateral (dFy/dt)
determinados por el cálculo se llevan a un gráfico con el tiempo
como abscisas, un ejemplo de la forma de onda resultante se
representa por la línea llena gruesa de la Fig. 2
A continuación, se calcula la energía de la
variación de la fuerza lateral Fy dentro del periodo
predeterminado. En la presente forma de realización, se calcula la
suma de las raíces cuadradas de los valores de la primera derivada
de la fuerza lateral (dFy/dt) para encontrar la energía de la
variación de la fuerza lateral (véase la siguiente fórmula).
E = \Sigma \
(dFy/dt)^{2}
Se calcula después el sentido de la regulación
del ángulo de convergencia (es decir, si la rueda necesita
regularse abriendo o cerrando el ángulo de convergencia) sobre la
base de la energía calculada de la variación de la fuerza lateral Fy
(la suma E de las raíces cuadradas de los valores de la primera
derivada de la fuerza lateral).
Téngase en cuenta que el ángulo de convergencia
óptimo es el ángulo que hace mínima la suma E de las raíces
cuadradas (la energía de la variación de la fuerza lateral), sin
embargo, para obtener el ángulo que hace mínima la suma E de las
raíces cuadradas, es necesario medir repetidamente la fuerza
longitudinal Fx (o la carga Fz) y la fuerza lateral Fy mientras se
cambia el ángulo de convergencia. Además, es difícil determinar el
sentido en el que debe regularse el ángulo de convergencia a partir
del valor de la suma E de las raíces cuadradas obtenida en una
medición. Por tanto, es preferible calcular el sentido de la
regulación del ángulo de convergencia utilizando el valor S de la
totalización de los valores de la primera derivada (véase la
siguiente fórmula) conjuntamente con la suma E de las raíces
cuadradas.
S = \Sigma \
(dFy/dt)
El ángulo de convergencia con el cual se hace la
suma S = 0, no siempre coincide con el ángulo de convergencia con
el cual la suma E de las raíces cuadradas se hace mínima, sin
embargo, está próximo al ángulo de convergencia con el que la suma E
de las raíces cuadradas se hace mínima. Por tanto, calculando el
sentido de la regulación del ángulo de convergencia en combinación
con la totalización S los valores de la primera derivada de la
fuerza lateral (por ejemplo, determinando el sentido de la
regulación a partir de la totalización S cuando el sentido de la
regulación no puede determinarse a partir de la suma E de las
raíces cuadradas), el número de mediciones de la fuerza longitudinal
Fx (o la carga Fz) y de la fuerza lateral Fy puede reducirse. En la
etapa 132, se determina el sentido de la regulación del ángulo de
convergencia de cada rueda aplicando para cada una de ellas los
procesos descritos anteriormente.
En la siguiente etapa 134 se presentan en la
unidad de presentación 82, la energía calculada de la variación en
la fuerza lateral Fy (la suma E de las raíces cuadradas de los
valores de la primera derivada de la fuerza lateral), y el sentido
de regulación del ángulo de convergencia para cada rueda. En la
etapa 136 se almacenan en los medios de almacenamiento la serie de
datos que indican la transición de la fuerza lateral Fy dentro del
periodo predeterminado para cada rueda de referencia, y los procesos
están completados temporalmente.
Sobre la base de la información presentada en la
unidad de presentación 82, el operador puede determinar fácilmente
si existe o no la necesidad de regular el ángulo de convergencia de
cada rueda, y ,si existe la necesidad de la regulación, en que
sentido debe regularse y en que valor. Una vez que el operador ha
regulado el ángulo de convergencia de cada rueda del vehículo 20,
si se precisa comprobar de nuevo el ángulo, se introduce una orden
para la repetición de los procesos de medición de la alineación de
la rueda de referencia. Subsiguientemente, en la forma descrita
anteriormente, se hace una nueva determinación sobre si es o no
apropiada la alineación la alineación de ruedas después de la
regulación del ángulo de convergencia sobre la base de la fuerza
longitudinal y la fuerza lateral.
Mediante este procedimiento, puede regularse
adecuadamente la alineación de las ruedas de referencia del
vehículo 20 de tal manera que, con independencia del tipo de
neumático montado en el vehículo, puede conseguirse un alto grado de
estabilidad de marcha sobre una superficie real de carretera según
las características del neumático y puede mejorarse el desgaste
unilateral. Obsérvese que la operación de regulación de la
alineación de ruedas por un operador y el proceso anteriormente
descrito de medición de la alineación de la rueda de referencia
corresponde a la regulación de la alineación de la rueda de
referencia según el tercer aspecto de la presente invención.
A continuación, haciendo referencia al diagrama
de flujo que aparece en la Fig. 12, se explica el proceso de
medición de la alineación de la rueda de no referencia una vez que
se ha completado la regulación de la alineación de la rueda de
referencia. En el proceso de alineación de la rueda de no
referencia se mide la alineación de las ruedas anterior izquierda y
anterior derecha montadas en el eje anterior del vehículo.
En el proceso de medición de la rueda de no
referencia, en primer lugar, en la etapa 150, para el comienzo del
proceso se establecen las disposiciones para la rueda de no
referencia que debe procesarse y otras disposiciones iniciales. En
la etapa siguiente 152, se efectúa la determinación de si se han
procesado o no todas las ruedas de no referencia del vehículo 20.
Si la determinación es negativa, la rutina pasa a la etapa 154 y, en
las etapas 154 a 158, se hacen girar las ruedas de no referencia
sobre la superficie de arrastre del neumático 36 y se miden las
fuerzas longitudinal y lateral de la misma forma que en las etapas
120 a 124 del proceso de medición de la alineación de la rueda de
referencia explicado en la Fig. 11 anterior.
Es decir, en la etapa 154 se fijan las tres
ruedas diferentes de la rueda de no referencia que debe procesarse
(que es la rueda anterior izquierda o derecha) mediante la placa de
fijación de rueda 64 y, en la etapa 156 se hace girar el aparato de
arrastre del neumático 18 correspondiente a la rueda de no
referencia que se procesa. En la etapa 158 la rueda de no
referencia que se procesa se hace girar sobre la superficie de
arrastre del neumático 36. La rueda de no referencia que se procesa
se somete después a repetidas subidas y descensos de la parte
saliente y los valores, medidos por el sensor de fuerza 52, de la
fuerza longitudinal Fx, y de la fuerza lateral Fy entre la fuerza
longitudinal Fx, de la fuerza lateral Fy y de la carga Fz generadas
por el neumático montado en la rueda de no referencia que se
procesa, se almacenan en unos medios de memoria, tal como la memoria
de un ordenador. Una vez completado el proceso de medición de la
rueda de no referencia que se mide, la rutina pasa a la etapa
160.
En la etapa 160 se recogen los valores medidos de
la fuerza longitudinal Fx y de la fuerza lateral Fy de la rueda de
no referencia que se procesa (la rueda izquierda o derecha
anterior). También se recogen los datos (datos que indican la
transición de la fuerza lateral Fy dentro de un periodo
determinado) correspondientes a la rueda de referencia montada en
la posición diagonalmente opuesta a del vehículo con respecto a la
rueda de no referencia que se procesa (por ejemplo, si la rueda de
no referencia es la rueda anterior izquierda, la rueda de
referencia será la posterior derecha, y si la rueda de no referencia
que se procesa es la rueda anterior derecha, la rueda de referencia
será la posterior izquierda). Téngase en cuenta que, como los datos
de la rueda de referencia se miden y calculan repetidamente y
después se almacenan en los medios de almacenamiento, cada vez que
se realiza el proceso de medición de la rueda de referencia, en la
etapa 162, son recogidos los datos más actualizados de la rueda de
referencia, después de la regulación de una alineación apropiada
por el proceso de medición de la alineación de la rueda de
referencia y la operación de regulación de la rueda de
referencia.
En la siguiente etapa 162, se comparan los datos
de la rueda que se procesa y los datos de la rueda de referencia y
se calcula el sentido de la regulación del ángulo de convergencia
de la rueda de no referencia que se procesa. Este cálculo se realiza
en la forma que se describe a continuación.
En primer lugar, de la misma forma que el cálculo
del sentido en que debe ser regulado el ángulo de convergencia en
la rueda de referencia, se calculan los valores de la primera
derivada con relación al tiempo (dFx/dt: régimen de cambio de la
fuerza longitudinal) a partir de los valores medidos de la fuerza
longitudinal Fx de la rueda de no referencia que se procesa, cada
una de las series de datos que corresponden a cuando la rueda de no
referencia que se procesa pasa sobre el escalón (la subida y
descenso del escalón) se extraen de las series de datos de los
valores de la primera derivada de la fuerza longitudinal (dFx/dt),
y el momento en que (el valor absoluto de) el valor de la primera
derivada de la fuerza longitudinal es mínima después de producirse
la primera gran variación (es decir, el momento en que el valor
absoluto de la fuerza longitudinal es máximo - el primer momento
según el quinto aspecto de la presente invención) se determina a
partir de los datos correspondientes a cuando la rueda de no
referencia que se procesa sube al escalón. El momento en que (el
valor absoluto de) la primera derivada de la fuerza longitudinal es
mínimo después de producirse la primera gran variación (es decir, el
momento en que el valor absoluto de la fuerza longitudinal es
máximo - el segundo momento según el quinto aspecto de la presente
invención) se determina a partir de los datos correspondientes a
cuando la rueda de no referencia que se procesa desciende del
escalón.
A continuación, se extraen los valores de las
mediciones de la fuerza lateral Fy dentro del periodo entre el
primer momento y el segundo momento (este periodo corresponde al
periodo predeterminado del segundo aspecto de la presente invención)
a partir de los valores de la medición de la fuerza lateral Fy de
la rueda de no referencia que se procesa. Esto permite obtener la
serie de datos que indican la transición de la fuerza lateral de la
rueda de no referencia que se procesa dentro del periodo
predeterminado.
A continuación, se obtiene la diferencia en la
forma de onda de la fuerza lateral Fy de la rueda de no referencia
dentro del periodo predeterminado y la forma de onda de la fuerza
lateral Fy de la rueda de referencia dentro del periodo
predeterminado sobre la base de los datos que indican la transición
de la fuerza lateral Fy de la rueda de referencia dentro del
periodo predeterminado y los datos que indican la transición de la
fuerza lateral Fy de la rueda de no referencia que debe regularse
dentro del periodo predeterminado. Esta diferencia en las formas de
onda se calcula extrayendo los máximos valores de la fuerza lateral
Fy de ambas ruedas dentro del periodo predeterminado a partir de los
datos que indican las transiciones de la fuerza lateral Fy de ambas
ruedas dentro del periodo predeterminado, superponiendo ambas
formas de onda de tal manera que el punto en que la fuerza lateral
Fy es máxima en la formas de onda de ambas ruedas resulte el punto
de referencia común, y calculando las diferencias en los momentos
(en cada posición en el eje de tiempos) de ambas formas de onda. El
sentido en que debe regularse el ángulo de convergencia (es decir
si el ángulo de convergencia debe cerrase o abrirse) se calcula
sobre la base de la diferencia entre la forma de onda de la fuerza
lateral Fy de la rueda de no referencia y la forma de onda de la
fuerza lateral Fy de la rueda de referencia (concretamente, el
sentido positivo o negativo y la magnitud del valor de la
diferencia calculada de las formas de onda).
En consecuencia, cuando las transiciones de la
fuerza lateral Fy de la rueda de referencia y la fuerza lateral Fy
de la rueda de no referencia presentan las formas de onda
representadas en las Figs. 15A y 15B, entonces, como se representa
en la Fig. 15C, las dos formas de onda se superpones de tal manera
que el punto máximo de la fuerza lateral en las dos formas de onda
dentro del periodo predeterminado se sitúan en el mismo punto del
eje de tiempos (indicado como pico de convergencia en la Fig. 15C),
se calcula la diferencia en las formas de onda de las fuerza
laterales del neumático de referencia y el neumático de no
referencia y el sentido en que debe corregirse el ángulo de
convergencia se obtiene de este modo.
En la etapa siguiente 164, se presentan en la
unidad de presentación la diferencia en las formas de onda de las
fuerzas laterales del neumático de referencia y del neumático de no
referencia que debe regularse así como el sentido en que debe
regularse el ángulo de convergencia. En consecuencia, el operador
puede determinar si existe o no necesidad de regular el ángulo de
convergencia de la rueda que se regula (procesa) sobre la base de
la información presentada en la unidad de presentación 82, y, si
existe la necesidad de regular el ángulo de convergencia, el
operador puede determinar fácilmente el sentido y magnitud del la
regulación.
En la siguiente etapa 166, la rueda de no
referencia no procesada se toma como rueda de no referencia
siguiente para procesar y la rutina retorna a la etapa 152. En
consecuencia, cuando se repite en la etapa 152 una determinación
negativa, los procesos de las etapas 154 a 164 se repiten con la
nueva rueda de no referencia que debe procesarse. Por tanto, en la
unidad de presentación se presentan de nuevo la diferencia en las
formas de onda de las fuerzas laterales del neumático de referencia
y del neumático de no referencia que debe regularse y el sentido en
que debe regularse el ángulo de convergencia 82. Por último, una
vez que los procesos descritos han sido realizados para todas las
ruedas de no referencia, se efectúa en la etapa 152 una
determinación afirmativa y la rutina avanza hasta la etapa 168.
Todas las ruedas del vehículo se fijan entonces con la placa de
fijación 64 completando así el proceso de medición de la alineación
de las ruedas de no referencia.
Téngase en cuenta que, después de que el operador
ha regulado el ángulo de convergencia de cada una de las ruedas de
no referencia del vehículo 20, si existe la necesidad de comprobar
nuevamente el ángulo de convergencia, se emite una orden para
realizar de nuevo el proceso de medición de la alineación de las
ruedas de no referencia anteriormente expuesto. Entonces se realiza
una determinación, en la misma forma que antes si la alineación de
ruedas es o no apropiada después de la regulación del ángulo de
convergencia sobre la base de las diferencias de las formas de onda
de las fuerzas laterales Fy de la rueda de referencia y de la rueda
de no referencia. De este modo, con independencia del tipo de
neumático montado en el vehículo 20, la alineación (el ángulo de
rueda) de cada una de las ruedas del vehículo 20 está debidamente
regulada de tal manera que puede obtenerse una alta estabilidad de
marcha apropiada para una superficie real de carretera según las
características del neumático, así como una mejora del desgaste
unilateral y al mismo tiempo, que las características de la
dirección del vehículo resulten las correspondientes a una dirección
sustancialmente neutral.
Además, gracias a que se empleó para el aparato
de medición de la alineación de ruedas una combinación del aparato
de arrastre del neumático 18, el aparato elevador principal 10 para
la elevación nivelada del vehículo 20, y un aparato elevador
secundario 14, para la elevación de únicamente la carrocería del
vehículo 20, el aparato puede aplicarse también fácilmente para el
cambio de ruedas o para operaciones de mantenimiento del
vehículo.
Obsérvese también que, en lo expuesto
anteriormente, la diferencia entre las formas de onda se obtuvo por
comparación de las formas de onda de las fuerzas laterales de la
rueda de referencia y de la rueda de no referencia, sin embargo, la
presente invención no se limita a esto. La diferencia entre las
formas de onda puede obtenerse también por comparación entre las
formas de onda del régimen de cambio de la fuerza lateral (los
valores de la primera derivada (dFy/dt)) y calculando después el
sentido y demás datos de la regulación del ángulo de
convergencia.
En la explicación desarrollada anteriormente, se
utilizó como eje de referencia el eje posterior del vehículo,
tomándose las ruedas posteriores como ruedas de referencia y las
ruedas anteriores como ruedas de no referencia (las ruedas que deben
regularse según la presente invención), sin embargo, la presente
invención no se limita a esto. Puede establecerse el eje anterior
como eje de referencia, las ruedas anteriores como ruedas de
referencia, y las ruedas posteriores como ruedas de no referencia o
pueden cambiarse según el tipo de vehículo y otros datos
similares.
En la explicación desarrollada anteriormente, se
efectuaba una comparación entre las formas de onda de la fuerza
lateral Fy de una rueda de no referencia y la rueda de referencia
montada en el vehículo en posición diagonalmente opuesta a la rueda
de no referencia (por ejemplo, una rueda posterior izquierda y una
rueda anterior derecha, o una rueda posterior derecha y una rueda
anterior izquierda), sin embargo, la presente invención no se
limita a esto.. Puede efectuarse una comparación entre las formas de
onda de las fuerzas laterales de una rueda de referencia y una
rueda de no referencia montadas en el mismo costado del vehículo
(por ejemplo, una rueda anterior izquierda y una rueda posterior
izquierda o una rueda anterior derecha y una rueda posterior
derecha).
Además, en el desarrollo de la explicación
anterior, el periodo predeterminado se establecía sobre la base de
la transición del régimen de cambio en la fuerza longitudinal Fx
(valor de la primera derivada de la fuerza longitudinal con relación
al tiempo dFx/dt) después de la medición de la fuerza longitudinal
Fx y de la fuerza lateral Fy, sin embargo, la presente invención no
se limita a esto. Como resulta claro de la comparación de las Figs.
2 y 3, el régimen de cambio de la carga Fz cuando la rueda pasa en
secuencia subiendo y descendiendo del escalón (valores de la primera
derivada de la carga dFz/dt) se produce en la misma forma que el
régimen de cambio de la fuerza longitudinal Fx (sin embargo, se
conserva el sentido positivo o negativo). Por tanto, es posible
disponer, por ejemplo, un sensor de fuerza con estructura capaz de
la medición de la fuerza en dirección del eje de giro de la pista
sin fin 34 (la fuerza lateral Fy) y la fuerza perpendicular al eje
de giro de la pista sin fin (la carga Fz), y para determinar el
periodo predeterminado sobre la base de la transición del régimen
de cambio de la carga Fz después de la medición de la carga Fz en
lugar de la fuerza longitudinal Fx.
Además, la explicación desarrollada anteriormente
es para cuando se utiliza un sensor de fuerza para la detección de
la fuerza en dos direcciones, sin embargo, la presente invención no
se limita a esto. Cuando debe determinarse el periodo para el
cálculo de la energía de la variación de la fuerza lateral Fy (el
periodo predeterminado) sobre la base de la fuerza longitudinal Fx
y la carga Fz, por ejemplo, es posible disponer un sensor de fuerza
con una estructura capaz de la medición de la fuerza en tres
dimensiones (fuerza longitudinal Fx, fuerza lateral Fy y carga Fz)
y mediante este sensor de fuerza proceder a la medición de la
fuerza longitudinal Fx, la fuerza lateral Fy y la carga Fz.
Además, la explicación desarrollada anteriormente
es para cuando, sobre la base de la transición del régimen de
cambio en la fuerza longitudinal (o la carga), se determinan el
primer momento, que es cuando el régimen de cambio (el valor de la
primera derivada) de la fuerza longitudinal o de la carga producida
por la deformación del neumático cuando la rueda sube al saliente
vuelve al mínimo después de cambiar a un valor predeterminado o
superior (el momento indicado por P_{1} en las Figs. 2 y 3), y el
segundo momento, que es cuando el régimen de cambio de la fuerza
longitudinal o de la carga producida por la deformación del
neumático cuando la rueda desciende del saliente vuelve al mínimo
después de cambiar a un valor predeterminado o superior (el momento
indicado por P_{2} en las Figs. 2 y 3) y la energía de la
variación de la fuerza lateral se calcula dentro del periodo
predeterminado desde el primer momento hasta el segundo momento, sin
embargo, el periodo predeterminado según el segundo aspecto de la
presente invención puede incluir desde el momento en que el
neumático se deforma hasta que vuelve sustancialmente a su estado
normal, y el segundo momento del periodo predeterminado puede
determinarse como el momento en que, por ejemplo, la parte del borde
anterior de la superficie de contacto con la carretera del
neumático deja de estar en contacto con la superficie del saliente
(es decir, el momento que corresponde al pico de la parte del valor
de la primera derivada de la fuerza longitudinal o de la fuerza
lateral se encuentra por encima de un valor predeterminado
inmediatamente anterior al punto P_{2} en las Figs. 2 y 3), y la
energía del cambio de la fuerza lateral calculado para este
periodo.
Además, según la presente invención, es
suficiente si por lo menos la energía de la variación de la fuerza
lateral durante el periodo desde que el neumático se deforma por
pasar la rueda sobre el escalón (preferiblemente, el escalón hacia
arriba) hasta que el neumático gira y retorna sustancialmente a su
estado normal. Debido a ello, en vez de la medición de la fuerza
longitudinal Fx o de la carga Fz, el posible detectar el momento en
que la rueda pasa sobre el escalón detectando el desplazamiento del
neumático en dirección vertical, por ejemplo, y, sobre la base del
tiempo transcurrido desde aquel momento, determinar el momento en
que el neumático gira y retorna sustancialmente a su estado
normal.
La explicación desarrollada anteriormente era
también para un ejemplo en que se forma sobre la superficie de
arrastre del neumático un escalón hacia arriba y un escalón hacia
abajo por la disposición de un saliente 38 sobre las secciones de
placas 32 que constituyen la superficie de arrastre descrita
anteriormente, sin embargo, la presente invención no se limita a
esto, y el escalón puede formarse sobre la superficie de arrastre
del neumático mediante, por ejemplo, como se ilustra en la Fig. 16,
el cambio del grueso de una porción de las secciones de placas 32.
En el aparato de arrastre del neumático representado en la Fig.16,
mirando desde la dirección en la que gira la rueda sobre la
superficie de arrastre (la dirección opuesta a la dirección en que
gira la pista sin fin 34, esto es, la dirección opuesta a la
indicada por la flecha B en la Fig. 16), existen cuatro secciones de
placas 32A a 32D dispuestas contiguas en la dirección del avance de
tal manera que la altura de la superficie de avance del neumático
se eleva bruscamente y luego desciende gradualmente hasta su altura
original. Se forma un escalón entre las secciones de placas normales
32 que se encuentran situadas corriente abajo de la sección de
placa 32A en la dirección en la que avanza la pista sin fin y la
sección de placa 32A. En este caso, la rueda que gira sobre la
superficie de arrastre del neumático se desplaza únicamente en el
ascenso al escalón, sin embargo, como el cambio en la energía de la
variación de la fuerza lateral debido al ángulo de rueda es mayor
cuando la rueda asciende al escalón, de tal manera que, aunque se
utilice un aparato de arrastre del neumático que presente la
estructura ilustrada en la Fig. 16, la alineación de ruedas puede
regularse con exactitud con el ángulo de rueda correcto.
En el ejemplo expuesto en la explicación
anterior, en la parte exterior del aparato de arrastre del
neumático se encontraba montado un motor, sin embargo, también
puede usarse un tipo de rodillo incorporado que dispone el motor
acoplado en el interior del rodillo de arrastre.
El ejemplo desarrollado en la explicación
anterior también describe una pista sin fin 34 dotada de una
superficie de arrastre formada por secciones de placas acopladas
32, sin embargo, la presente invención no se limita a eso y pueden
aplicarse numerosas otras estructuras. Por ejemplo, como se ilustra
en la Fig. 15A, la superficie exterior de un rodillo de gran
diámetro 86 puede utilizarse como superficie de arrastre del
neumático y sobre la superficie exterior del rodillo 86 se
encuentra montado un saliente plano 88 que constituye un escalón, o
bien, como se ilustra en la Fig. 15B, puede usarse como superficie
de arrastre del neumático la superficie exterior de una banda sin
fin 90, con unos salientes planos 92 adosados a la superficie
exterior de la banda sin fin 90. Alternativamente, como se ilustra
en la Fig, 15C, puede disponerse una banda sin fin 94 que presenta
un espesor que aumenta y disminuye con un régimen de cambio
sustancialmente constante en dirección circunferencial y que
presenta una zona en una posición predeterminada en dirección
circunferencial sobre la superficie exterior en donde el espesor
cambia bruscamente, con lo cual, al igual que con el aparato de
arrastre del neumático de la Fig. 14, la superficie de arrastre del
neumático y el escalón 96 (esto es la zona en la que el espesor
cambia bruscamente) forman un cuerpo único. Obsérvese que la
presente invención no se limita al número o forma del saliente o
escalón descritos en los ejemplos anteriores, sino que pueden
variarse de forma apropiada siempre que no sea en perjuicio de las
operaciones y efectos de la presente invención.
En la explicación anterior, un vehículo y una
superficie de arrastre del neumático giraban relativamente entre sí
haciendo girar la superficie de arrastre del neumático (la
superficie de rodadura) y girando la rueda sobre la superficie de
arrastre del neumático, sin embargo, la presente invención no se
limita a esto, y puede usarse el siguiente procedimiento. Se
dispone por lo menos un saliente en la superficie de una carretera
de manera que constituya la superficie de rodadura. Se fijan al
vehículo unos sensores para la detección de la fuerza longitudinal,
o la carga, y la fuerza lateral generada en el neumático y se hace
avanzar al vehículo de tal manera que las ruedas pasen sobre el
saliente dispuesto en la carretera. El ángulo de rueda se ajusta
entonces sobre la base de los resultados de la medición de la
fuerza longitudinal, o la carga, y la fuerza lateral detectadas por
los sensores fijos al vehículo. Además, en lugar de disponer los
salientes sobre la superficie de la carretera, es posible formar
una superficie de rodadura disponiendo ranuras rectangulares de
fondo plano en la superficie de la carretera. En este caso, si el
tamaño de la abertura de las ranuras es de suficiente anchura para
que la rueda pueda girar sobre el fondo de la misma, el borde de la
ranura actuará como escalón permitiendo la regulación del ángulo de
la rueda en la misma forma que cuando el saliente se encuentra
montada sobre la superficie de la carretera. Los aspectos primero y
segundo de la presente invención incluyen las anteriores formas de
realización dentro del alcance de sus aspectos.
En la anterior explicación, el neumático se
deformaba al girar la rueda sobre una superficie de rodadura con un
escalón formado en la misma, midiendo después la fuerza lateral
generada en el neumático, sin embargo, la presente invención no se
limita a esto. En un vehículo de cuatro o más ruedas, cambiando la
posición de una rueda en dirección sustancialmente vertical con
respecto a las otras ruedas, cambia la carga que actúa sobre cada
rueda del vehículo y produce una deformación en el neumático. Por
consiguiente, por ejemplo, por el desplazamiento en dirección
sustancialmente vertical de la rueda que debe medirse de tal manera
que cambie la carga que actúa sobre la misma, el neumático de la
rueda que se mide se deforma sin necesidad de usar un escalón y
puede medirse la fuerza lateral y la carga generada.
El desplazamiento del neumático en dirección
sustancialmente vertical puede conseguirse, como ilustra la Fig.
16, disponiendo una estructura en la que están dispuestas unas
levas 78 que se encuentran en contacto con el aparato de arrastre
del neumático 18, y el aparato de arrastre del neumático 18 está
soportado por las levas 78, y a continuación giran las levas 78,
con lo que el aparato de arrastre del neumático 18 se desplaza
arriba y abajo. En la estructura expuesta, cuando las levas 78 giran
a la posición representada en líneas de trazos en la Fig, 16, las
ruedas se desplazan hacia arriba en dirección sustancialmente
vertical por medio del aparato 18, con lo cual se deforma el
neumático. Sin embargo, para medir con exactitud la variación de la
fuerza lateral (y la carga) generada en el neumático, es necesario
girar las levas con relativa frecuencia para determinar que la
carga que actúa sobre las ruedas cambie en una determinada cuantía o
superior dentro de un tiempo predeterminado. Además, en este caso,
como apenas existe cambio en la fuerza longitudinal, es posible
medir también la carga generada en el neumático durante un cierto
periodo que incluye el momento en que la leva gira y un periodo
antes y después de ese momento, y los resultados de la medición de
la carga se comparan con la carga generada en el neumático cuando
el neumático se encuentra sustancialmente en el estado normal (el
valor de la carga de referencia). El periodo en el que existe una
diferencia entre el valor de referencia y el valor medido se
determina como el periodo predeterminado en el segundo aspecto de
la presente invención. Los aspectos primero y segundo de la presente
invención incluyen el aspecto anteriormente descrito.
Además, la suma E de la raíz cuadrada del régimen
de cambio de la fuerza lateral Fy dentro de un periodo
predeterminado (el valor de la primera derivada dFy/dt) se obtiene
como la energía de la variación de la fuerza lateral dentro de un
periodo predeterminado en la regulación del ángulo de rueda de la
rueda que se regula descrito anteriormente, sin embargo, la
presente invención no se limita a esto. Por ejemplo, como energía de
la variación de la fuerza lateral: pueden obtenerse la suma de los
valores absolutos del valor de la primera derivada de la fuerza
lateral dentro de un periodo predeterminado (= \Sigma | dFy/dt
|); la suma de los valores de la segunda derivada de la fuerza
lateral dentro del periodo predeterminado (= \Sigma
(d^{2}Fy/dt^{2}); la suma de las raíces cuadradas del valor de
la segunda derivada de la fuerza lateral (= \Sigma
(d^{2}Fy/dt^{2})^{2}; la suma de los valores absolutos
del valor de la segunda derivada de la fuerza lateral Fy dentro del
periodo predeterminado (= \Sigma | d^{2}Fy/dt^{2} |); la suma
de los valores de la tercera derivada de la fuerza lateral durante
el periodo predeterminado \Sigma (d^{3}Fy/dt^{3}); la suma de
las raíces cuadradas del valor de la tercera derivada de la fuerza
lateral Fy dentro del periodo predeterminado (= \Sigma
(d^{3}Fy/dt^{3})^{2} y demás, y puede usarse una
magnitud física arbitraria correspondiente a la energía de la
variación de la fuerza lateral.
En la explicación anterior, se regulaba el ángulo
de convergencia para cada rueda por un operador sobre la base del
sentido de regulación del ángulo de convergencia presentado en la
unidad de presentación 82, sin embargo, la presente invención no se
limita a esto. En general, la dirección de un vehículo está
estructurada de tal manera que puede regularse el ángulo de
convergencia, sin embargo, existen también vehículos cuya dirección
no está estructurada de tal manera que el ángulo de convergencia
pueda regularse para ruedas diferentes de las ruedas directrices, y
existen también vehículos que están estructurados de manera que no
sólo únicamente puede regularse el ángulo de convergencia para la
ruedas directrices, sino que el ángulo de convergencia no puede ser
regulado para cada eje. En tales caos, es posible regular el ángulo
entre el eje y la carrocería del vehículo sobre la base de la
información presentada en la unidad de presentación 82 de tal manera
que la energía de la variación de la fuerza lateral generada en un
neumático dentro de un periodo predeterminado según la presente
invención se hace sustancialmente igual para cada una del par de
ruedas montadas en un eje.
El aparato elevador principal 10 y el aparato
elevador secundario 14 del aparato de medición de la alineación de
ruedas también pueden estar estructurados constituyendo una
estructura integral. Además, el aparato de medición de la alineación
de ruedas puede estructurarse con un aparato de arrastre del
neumático 18 montado sobre un mecanismo giratorio que puede girar
en torno a un eje vertical y que puede presentar el ángulo de giro
o emitir una salida con el ángulo de giro. En este caso, mediante la
repetición en secuencia de un proceso de giro de la rueda
utilizando el aparato de arrastre del neumático 18 y recogiendo los
datos, además de un proceso de giro del aparato giratorio (esta
acción equivale al cambio de ángulo de convergencia de la rueda), es
posible obtener, sobre la base de los datos recogidos, el valor de
un ángulo óptimo con independencia del sentido en que debe
regularse el ángulo de convergencia.
Si el vehículo que debe regularse dispone de un
ángulo de inclinación regulable, es posible regular el ángulo de
inclinación dentro de la gama que autorizan las especificaciones
del diseño. Cuando se regula el ángulo de inclinación, es preferible
utilizar un aparato de medición de la alineación de rueda conocido
convencionalmente o un dispositivo de medición de ángulos tal como
un goniómetro en combinación con el aparato de medición de la
alineación de ruedas anteriormente descrito, mejorando de este modo
la eficiencia del trabajo.
La explicación desarrollada anteriormente se
refería a un ejemplo en el cual se utilizaban dos pares de
superficies de arrastre del neumático, sin embargo, es posible
utilizar un solo par de superficies de arrastre del neumático y
regular únicamente la alineación de las ruedas directrices o
regular la alineación de cada uno de los ejes anterior y
posterior.
Claims (10)
1. Procedimiento para la regulación de la
alineación de ruedas de un vehículo, en el que
se realiza un proceso en el cual una rueda del
vehículo que debe regularse, con un neumático montado en ella, se
hace rodar sobre una superficie de rodadura en la dirección de
avance del vehículo, haciendo que la rueda pase sobre un escalón de
altura predeterminada formado en la superficie de rodadura o que la
carga que actúa sobre la rueda cambie en una cuantía predeterminada
dentro de un periodo predeterminado, y se mide la fuerza lateral
generada sobre el neumático montado en la rueda, para una rueda de
referencia que presenta el neumático montado en la misma y que
pertenece a un eje de referencia del vehículo, y para una rueda que
presenta el neumático montado en la misma que debe regularse y que
pertenece a un eje de no referencia del vehículo.
se realiza una comparación entre la transición de
la de la fuerza lateral o del régimen de cambio de la fuerza
lateral generada en el neumático montado en la rueda de referencia
y la transición de la fuerza lateral o el régimen de cambio de la
fuerza lateral generada en el neumático montado en la rueda que
debe regularse, y
se regula el ángulo de rueda de la rueda que debe
regularse sobre la base del resultado de la comparación.
2. Procedimiento para la regulación de la
alineación de ruedas de un vehículo según la reivindicación 1, en
el que dicho proceso incluye además que
se mide una fuerza longitudinal o una carga
generada en el neumático montado en la rueda, y en el que
se establece un periodo predeterminado que
incluye desde el momento en que el neumático de la rueda se deforma
por pasar la rueda sobre un escalón o por cambiar la carga que
actúa sobre la rueda hasta que el neumático gira y retorna
sustancialmente a su estado normal, para la rueda de referencia y
para la rueda que debe regularse sobre la base del resultado de la
medición de la fuerza longitudinal o de la carga,
dicha comparación se realiza entre la transición
para el neumático montado en la rueda de referencia dentro del
periodo predeterminado y la transición para el neumático montado en
la rueda que debe regularse dentro del periodo predeterminado.
3. Procedimiento para la regulación de la
alineación de ruedas de un vehículo según la reivindicación 1 o la
reivindicación 2, en el que
el ángulo de rueda de la rueda de referencia se
regula de antemano de tal manera que la energía de la variación de
la fuerza lateral generada en el neumático dentro del periodo
predeterminado, que incluye en tiempo desde que el neumático de la
rueda de referencia se deforma por pasar la rueda de referencia
sobre el escalón o por cambiar la carga que actúa sobre la rueda de
referencia hasta que el neumático gira y retorna sustancialmente a
su estado normal, se encuentra dentro de una gama predeterminada que
incluye el valor mínimo de la energía de la vibración.
4. Procedimiento para la regulación de la
alineación de ruedas de un vehículo según la reivindicación 1 o la
reivindicación 2, en el que la rueda de referencia y la rueda que
debe ser regulada son ruedas montadas en el vehículo en posiciones
diagonalmente opuestas entre sí.
5. Procedimiento para la regulación de la
alineación de ruedas de un vehículo según la reivindicación 2, en
el que el escalón se forma en la superficie de rodadura disponiendo
sobre la superficie de rodadura un saliente en forma de placa
sustancialmente plana cuya superficie superior se encuentra a una
altura predeterminada por encima de la superficie de base de la
superficie de rodadura, y el saliente está formado de manera que la
superficie saliente se extiende en una longitud suficiente en
dirección del desplazamiento relativo entre el vehículo y la
superficie de rodadura para que ambos extremos de la zona de
contacto con el suelo del neumático en la dirección del
desplazamiento relativo se encuentren en contacto con la superficie
saliente cuando la rueda pasa sobre el saliente, y
el periodo predeterminado se establece de forma
que sea un periodo comprendido entre un primer momento y un segundo
momento, siendo el primer momento cuando el régimen de cambio de
por lo menos una de la fuerza longitudinal o la carga cuando la
rueda sube al saliente y el neumático de la rueda se deforma, se
hace mínimo después de cambiar a un valor predeterminado o
superior, y siendo el segundo momento cuando el régimen de cambio
de por lo menos una de la fuerza longitudinal o la carga se hace
mínima después de cambiar a un valor predeterminado o superior, o
cuando el extremo anterior de la zona de contacto con el suelo del
neumático en dirección del desplazamiento relativo deja de estar en
contacto con la superficie saliente cuando el neumático gira sobre
la superficie saliente y la rueda desciende del saliente y el
neumático de la rueda se deforma.
6. Procedimiento para la regulación de la
alineación de ruedas de un vehículo según la reivindicación 2, en
el que se comparan la forma de onda de la fuerza lateral o del
régimen de cambio de la fuerza lateral generada en el neumático de
la rueda de referencia dentro del periodo predeterminado y la forma
de onda de la fuerza lateral o del régimen de cambio de la fuerza
lateral generada en el neumático de la rueda que debe regularse
dentro del periodo predeterminado para obtener la diferencia entre
las dos formas de onda, y
el ángulo de rueda de la rueda que debe regularse
se regula de tal manera que se reduce la diferencia entre las dos
formas de onda.
7. Procedimiento para la regulación de la
alineación de ruedas de un vehículo según la reivindicación 6, en
el que se extrae un punto característico de la forma de onda de la
fuerza lateral o del régimen de cambio de la fuerza lateral en el
neumático de la rueda de referencia dentro de un periodo
predeterminado y se extrae un punto característico de la forma de
onda de la fuerza lateral o del régimen de cambio de la fuerza
lateral generada en el neumático de la rueda que debe regularse
dentro del periodo predeterminado, y se superponen las dos formas
de onda con los puntos característicos superpuestos como puntos de
referencia para obtener la diferencia entre las dos formas de
onda.
8. Procedimiento para la regulación de la
alineación de ruedas de un vehículo según la reivindicación 1 o la
reivindicación 3, en el que la superficie de rodadura en la
superficie periférica exterior de una pista sin fin que se acciona
para su giro, la rueda del vehículo que debe regularse se sitúa
sobre la superficie de rodadura y se acciona el giro de la pista
sin fin de tal manera que gira la rueda del vehículo que debe
regularse, con lo cual se produce el desplazamiento relativo del
vehículo y la superficie de rodadura.
9. Procedimiento para la regulación de la
alineación de ruedas de un vehículo según la reivindicación 3, en
el que la superficie de rodadura es una superficie sustancialmente
plana, la rueda gira sobre la superficie de rodadura, y la carga que
actúa sobre la rueda cambia desplazando la rueda en dirección
sustancialmente vertical por medio de la superficie de rodadura, se
miden la carga y la fuerza lateral generada en el neumático, y se
establece el periodo predeterminado comparando el resultado de la
medición de la carga con la carga generada en el neumático cuando
el neumático de la rueda está sustancialmente en estado normal.
10. Procedimiento para la regulación de la
alineación de ruedas de un vehículo según la reivindicación 2 o la
reivindicación 4, en el que se realiza una pluralidad de mediciones
de la fuerza lateral en un periodo de medición de fuerza lateral, y
se determina por el calculo la energía de la variación de la fuerza
lateral en el neumático de la rueda de referencia dentro del
periodo predeterminado y, sobre la base de la fuerza lateral medida
en cada medición dentro del periodo predeterminado, la suma de por
lo menos una de la raíz cuadrada del valor de la primera derivada
de la fuerza lateral en cada medición, o el valor absoluto de la
primera derivada de la fuerza lateral en cada medición, o el valor
de la segunda derivada de la fuerza lateral, o la raíz cuadrada del
valor de la segunda derivada de la fuerza lateral, o el valor
absoluto de la segunda derivada de la fuerza lateral, o la raíz
cuadrada del valor de la derivada de tercer orden de la fuerza
lateral.
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