ES2253862T3 - Procedimiento para la regulacion de la alineacion de ruedas de un vehiculo. - Google Patents
Procedimiento para la regulacion de la alineacion de ruedas de un vehiculo.Info
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Abstract
Un procedimiento en el cual la alineación de una rueda puede ajustarse fácilmente de cuerdo con las características del neumático, y en el cual se obtiene una adecuada estabilidad de rodadura adecuada para una superficie de carretera real, y se consigue obtener una reducción en un desgaste lateral. En la superficie exterior de una pista sin fin se forman una pluralidad de protrusiones del tipo placa a una distancia predeterminada en el sentido de giro sobre el cual se gira una rueda. Cuando se gira la cremallera sin fin, la rueda se gira en la superficie de accionamiento y viaja desde la superficie superior de la sección de placa a través de una configuración que asciendo sobre la superficie superior de la protrusión. A continuación, desde la superficie superior de la protrusión la rueda viaja a lo largo de una etapa y desciende de nuevo sobre la superficie superior de la sección de placa. Esta acción se ejecuta de forma repetida. La fuerza longitudinal y la fuerza lateral generadas en elneumático en este instante se miden, y se determina un periodo predeterminado, el cual incluye el tiempo desde cuando la rueda viaja sobre la etapa hasta que el neumático gira y vuelve esencialmente a su estado normal, en función de la velocidad de cambio en la fuerza longitudinal y el ángulo de la rueda se ajusta de tal forma que la energía de variación en la fuerza lateral dentro del periodo determinado se reduce.
Description
Procedimiento para la regulación de la alineación
de ruedas de un vehículo.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la regulación de la alineación de ruedas de un
vehículo, y particularmente a un procedimiento para la regulación
del ángulo de una rueda un vehículo en el cual una rueda de un
vehículo con un neumático montado en la misma gira sobre una
superficie de giro de la rueda, el neumático se deforma, y se miden
las fuerzas así generadas, y 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 de un vehículo están
dotadas de un ángulo de caída que asegura la estabilidad de marcha,
y están dotadas también de un ángulo de convergencia para evitar el
desgaste unilateral del neumático causado por la existencia del
ángulo de caída (en la presente memoria, el término "desgaste
unilateral" se utiliza en lo sucesivo para describir unas
determinadas condiciones según las cuales, observando el estado de
desgaste de un neumático usado, puede verse que la magnitud del
desgaste que se extiende desde un borde al otro de la banda de
rodadura cambia de forma cónica, esto es, un estado según el cual
una parte del borde de la banda rodadura se desgasta más que la
parte central de la misma y la parte del otro borde).
Por otra parte, la rueda puede estar dotada de un
ángulo de convergencia con el fin de equilibrar las fuerzas
generadas en los neumáticos anteriores y en los neumáticos
posteriores del vehículo para asegurar la estabilidad de marcha del
mismo, y puede estar dotada de un ángulo de caída para evitar el
desgaste unilateral causado por el ángulo de convergencia.
Alternativamente ambos ángulos, el de convergencia y el de caída,
pueden estar regulados en combinación para optimizar la estabilidad
marcha del vehículo y reducir al mínimo el desgaste. unilateral del
neumático bajo las condiciones restrictivas impuestas por el
vehículo tales como las dimensiones estructurales del mismo y otras
similares.
En consecuencia, con el fin de mejorar la
estabilidad de marcha del vehículo y la resistencia del neumático
al desgaste unilateral durante la marcha del mismo, es importante
regular el ángulo de convergencia y el ángulo de caída, que son los
ángulos de rueda (ángulos de posición) aplicados a cada rueda. En el
procedimiento convencional para la regulación de los ángulos de
convergencia y de caída, en general, se miden el ángulo y las
dimensiones de cada rueda y los ángulos de convergencia y caída
medidos se regulan después con el fin de ajustarlos a los valores
establecidos en el diseño del vehículo.
Sin embargo, aunque los neumáticos presentan
varias características tales como orientación de la lona, debida a
la construcción interna del neumático; fuerza de convergencia,
generada porque el neumático presenta un ángulo con respecto a la
dirección de avance del vehículo debido al hecho de que la dirección
en que gira la rueda es diferente de la dirección en que el
vehículo avanza; par de auto-alineación, que se
genera porque la dirección de avance no coincide con el punto de la
superficie de contacto con la carretera al que se aplica la fuerza;
empuje de caída, que se genera cuando el neumático se deforma debido
al ángulo de caída de la rueda que depende de la rigidez del
neumático derivada de la estructura interna del mismo; momento de
caída, que se genera por la diferencia entre los lado derecho e
izquierdo de la superficie de contacto con la carretera; conicidad
que se deriva de errores de fabricación inherentes a los productos
industriales; y resistencia a la rodadura, que difiere según la
estructura interna y el material utilizado tal como el caucho, estas
características dependen y varían según la carga aplicada a la
rueda. Además, estas características también dependen del tipo de
neumático.
Dicho de otro modo, las fuerzas mencionadas se
generan por la deformación del neumático. La fuerza generada por el
neumático para controlar su dirección de marcha al tiempo que
produce el avance del vehículo es la suma de las fuerzas
anteriormente citadas. Por tanto, con independencia del tipo de
neumático esta fuerza difiere según la distribución de la carga del
vehículo al que se aplica el neumático y la alineación de las
ruedas. En consecuencia, para responder a las demandas de una mayor
velocidad del vehículo y mejor estabilidad direccional, es
necesario un procedimiento de regulación de la alineación de ruedas
que proporcione una mejor estabilidad 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 se conoce como
un procedimiento de regulación convencional orientado a las
características del neumático. La rueda se hace girar utilizando
una pluralidad de rodillos y se miden cada una de las fuerzas
generadas por los rodillos. Se miden después el ángulo de
convergencia y el ángulo de caída sobre la base de la dirección e
intensidad de la fuerza medida. Sin embargo, se ha comprobado que la
fuerza generada por el contacto entre el neumático y la superficie
de la carretera difiere según la configuración de dicho contacto.
Debido ello, la configuración del contacto entre el neumático y el
rodillo es muy diferente de la configuración del contacto entre
neumático y la superficie real de la cartera. Por tanto, las
características de las fuerzas generadas difieren grandemente entre
la superficie de la carretera y el
rodillo.
rodillo.
Más concretamente, aunque la fuerza generada
utilizando el rodillo es parecida a la fuerza lateral causada por
la orientación de la lona y la provisión del ángulo de convergencia
cuando se circula sobre una superficie real de carretera, la
alineación e intensidad de la fuerza son muy diferentes de las que
se produce cuando la rueda gira sobre la superficie real de la
carretera. Además, el empuje de caída apenas se detecta. Por otra
parte, los fuerzas generadas en el neumático procedentes de la
deformación que se produce en el mismo por perturbaciones
exteriores procedentes de innumerables sacudidas de la superficie de
la carretera no pueden detectarse.
En consecuencia, en la técnica convencional
anteriormente descrita, la fuerza medida presenta valores que son
diferentes de los obtenidos en una superficie real de carretera.
Para corregir los valores medidos con respecto a los obtenidos en
dicha superficie real de carretera, se precisa conocer datos que
expresen las características de los respectivos neumáticos sobre la
superficie real de carretera. Por tanto, el procedimiento
convencional anteriormente descrito está falto de una amplia
aplicabilidad en la práctica real. Además, no se ha dado a conocer
una información técnica con respecto al ángulo de alineación que
debe regularse con el fin de conseguir una alineación óptima.
Se conoce una técnica en la cual la rueda se
acciona utilizando una pluralidad de rodillos orientados a conseguir
una alta estabilidad de marcha haciendo que las fuerzas laterales
se reduzcan sustancialmente a cero (véase la solicitud de patente
japonesa abierta al público (JP-A) nº
7-5076). En esta técnica, a una rueda se presenta
un ángulo de caída se le afecta de una alineación que genera una
fuerza en dirección opuesta a la dirección del empuje de caída con
el fin de conseguir las fuerzas laterales se anulen.
Sin embargo, incluso 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 con una superficie real de carretera, el
empuje de caída apenas puede detectarse. Además, con objeto de
desplazar la fuerza generada por el giro de la rueda de tal manera
que las fuerzas laterales se anulen, es necesario aplicar la fuerza
procedente de la superficie de la carretera generada por la marcha
del vehículo en dirección opuesta a la dirección de la fuerza
genera por vehículo. En este caso, la deformación de la superficie
del neumático en su contacto con la carretera se hace incluso mayor
que cuando el neumático se encuentra en estado estacionario, y esta
deformación de la superficie 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 regular la
alineación de una rueda haciendo la girar sobre una superficie
sustancialmente plana utilizando una cinta 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 la carretera presenta numerosas irregularidades (resaltes y
rebajes) y un neumático de un vehículo que circula se deforma
siempre a causa de estos numerosos resaltes y rebajes. La carga
aplicada a cada rueda también varía cuando el vehículo marcha sobre
las irregularidades en un ciclo comparativamente largo deformándose
también cada neumático de tal manera que el neumático de un vehículo
que marcha gira mientras está afectado por la fuerza generada por
el contacto con la superficie de la carretera y la fuerza procedente
de las deformaciones citadas. Contrastando con ello, la fuerza que
puede detectarse girando el neumático sobre una superficie plana
formada por una cinta transportadora o similar es únicamente la
fuerza que se genera por el contacto del neumático con dicha
superficie. No existe ninguna variación de carga adicional como la
que se genera en una superficie real de carretera con el resultado
de que, utilizando el procedimiento convencional, solamente puede
detectarse una parte de las fuerzas generadas por la marcha sobre
una superficie carretera real. Por consiguiente, si se regula la
alineación de una rueda sobre la base de los fuerzas detectadas en
condiciones que no son afectados por variaciones de carga como las
que se presentan en una superficie sustancialmente plana, la
estabilidad de marcha mejorará para un vehículo que circule sobre
una superficie extremadamente lisa. Sin embargo, no habrá mejora en
otras condiciones de marcha ni del desgaste unilateral.
Más concretamente, cuando un neumático rueda
sobre una superficie real de carretera, se generan fuerzas debidas
a diferentes mecanismos de generación. A pesar de que estas fuerzas
difieren según las características del neumático, se han venido
usando los siguientes procedimientos convencionales: (1) un vehículo
en marcha real utiliza neumáticos específicos, se determina
empíricamente el ángulo en el cual el desgaste unilateral es menor
sin que se pierda la estabilidad de marcha, y la rueda se regula
según ese ángulo; (2) se regula la rueda según un ángulo en el que
la fuerza medida sobre una superficie plana se desvía lo mínimo
posible (sustancialmente cero); (3) se regula la rueda según un
ángulo en el que solamente la fuerza específica rodando la rueda
sobre un superficie plana o sobre rodillos es la mínima posible
(sustancialmente cero); (4) se regula la rueda según un ángulo
obtenido por algún otro procedimiento. Sin embargo, ninguno de estos
procedimientos puede aplicarse a una variedad de vehículos
diferentes circulando con una variedad de diferentes neumáticos.
Además, los inventores de la presente invención
midieron la fuerza lateral y la fuerza longitudinal generadas en un
neumático cuando el vehículo supera un escalón y propusieron un
procedimiento para regular el ángulo de la rueda de un vehículo de
tal manera que la variación de la fuerza lateral fuera mínima en el
momento en que la fuerza longitudinal estaba en un valor máximo o
sustancialmente máximo (véase el documento
EP-A-0816801, equivalente al
JP-A nº 10-7013). En este
procedimiento, se mide la fuerza longitudinal para detectar el
momento en que la deformación del neumático es máxima y el tiempo
durante el cual esta fuerza longitudinal es máxima o
sustancialmente máxima se toma como el tiempo durante el cual la
deformación del neumático es máxima o sustancialmente máxima.
Sin embargo, el tiempo en que la fuerza
longitudinal cambia depende de la geometría de la suspensión del
vehículo. La geometría de la suspensión del vehículo da lugar, a
veces, a que el momento en que la deformación del neumático es
máxima o sustancialmente máxima, no coincida con el momento en que
la fuerza longitudinal del vehículo es máxima o sustancialmente
máxima. En consecuencia, la precisión del procedimiento de
regulación descrito anteriormente está afectada por la geometría de
la suspensión del vehículo y no siempre es posible regular la
alineación de ruedas de forma óptima, aunque se utilice dicho
procedimiento.
La presente invención fue concebida en
consideración de lo expuesto y su objetivo es proporcionar un
procedimiento de regulación de la alineación de ruedas que no está
afectado por la geometría de la suspensión del vehículo, en el cual
el ángulo de la rueda puede regularse fácilmente según un ángulo de
rueda que está de acuerdo con las características del neumático y
que es capaz de asegurar una estabilidad de marcha apropiada para
una superficie real de carretera y reduce también el desgaste
unilateral.
Cuando un neumático rueda sobre una superficie de
carretera irregular (una superficie de carretera con resaltes y
rebajes), el neumático se deforma a causa de las variaciones de
carga generadas al desplazarse verticalmente con respecto a la
superficie de contacto con el suelo del neumático y varían las
fuerzas laterales generadas en el neumático por la deformación
(concretamente la fuerza conocida como orientación de la lona debida
a la estructura del neumático, la fuerza conocida como conicidad
causada por el proceso de fabricación, la fuerza lateral debida la
introducción de un ángulo de deslizamiento (ángulo de convergencia)
de la rueda, y la fuerza lateral conocida como empuje de caída
debido a la aplicación a la rueda de un ángulo de caída). En la
tecnología que da a conocer el documento JP-A nº
10-7013, como se ha dicho anteriormente, el ángulo
de la rueda se regula sobre la base de la variación de la fuerza
lateral generada en el neumático cuando su deformación es máxima o
sustancialmente máxima, al superar la rueda un escalón que simula
una superficie real de carretera (la variación de carga se produce
al pasar la rueda sobre este escalón).
Sin embargo, como la fuerza lateral generada en
el neumático varía a causa de la deformación del mismo cuando
cambia la carga o cuando el neumático supera el escalón, como se ha
expuesto, después, cuando desaparecen los factores que causan esas
deformaciones, el neumático que se encontraba en estado de
deformación, intenta volver a su forma normal y esta nueva
variación de forma da lugar también a una variación de la fuerza
lateral. Los inventores de la presente invención, teniendo en
cuenta los hechos señalados, llegaron a la conclusión de que
observando la variación de la fuerza lateral durante un periodo que
incluía no solamente el tiempo durante el cual la deformación del
neumático se encontraba en su máximo o sustancialmente máximo, sino
también el tiempo durante el cual el neumático intenta volver a su
estado normal, regulando la alineación de ruedas (regulando el
ángulo de la rueda) de tal manera que la energía de la variación de
la fuerza lateral fuera mínima durante todo el periodo descrito,
podía conseguirse un mayor grado de estabilidad de marcha apropiado
para una superficie real de carretera y una mayor reducción del
desgaste unilateral.
Con el fin de comprobar el descubrimiento
indicado, los inventores de la presente invención realizaron el
experimento que se describe a continuación. Concretamente, se hizo
rodar un neumático utilizando un dispositivo para arrastre del
neumático que presenta, en por lo menos una posición de la
superficie de arrastre del neumático, en la dirección en la cual el
dispositivo de arrastre es accionado para girar, un resalte plano
cuya longitud en la dirección del giro es lo suficiente para que el
neumático asiente completamente en el mismo y cuya longitud en
dirección axial del giro, que es ortogonal a la dirección de giro,
es mayor que la anchura del neumático. (En virtud de esta
estructura, se forma un escalón en la parte anterior y en la parte
posterior del resalte 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 ciclos cortos.
Después, a partir de los resultados de la medición de la fuerza
lateral durante cada ciclo (cada tiempo de medición) que comprende
un periodo predeterminado que incluye el tiempo transcurrido desde
el momento en que el neumático se deforma, al pasar la rueda sobre
el escalón hasta que gira y retorna sustancialmente a su estado
normal, la suma de los cuadrados del régimen de cambio de la fuerza
lateral (el valor de la primera derivada de la fuerza lateral con
respecto al tiempo), como la energía de la variación de la fuerza
lateral dentro del periodo predeterminado dicho, se obtiene
repetidamente en cada momento de medición mientras se cambia la
alineación de la rueda (en este experimento, el ángulo de
convergencia) cada vez en un valor predeterminado.
La Fig. 1 de los dibujos adjuntos muestra la
relación obtenida con el experimento expuesto entre el ángulo de
convergencia y la energía de la variación de la fuerza lateral
generada en el neumático dentro del periodo predeterminado. Como
puede verse claramente en la Fig. 1, el experimento expuesto
demostró 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 de un
vehículo se reguló de manera que la energía de la variación de la
fuerza lateral era mínima, la estabilidad de marcha del vehículo
mejoró notablemente y se redujo grandemente el desgaste
unilateral.
Los inventores de la presente invención también
compararon y valoraron la estabilidad de marcha de varios modelos
diferentes de vehículos (vehículos 1 a 4) bajo dos tipos de modo de
regulación. Un modo era con el ángulo de rueda regulado según el
ángulo determinado cuando el vehículo fue proyectado (modo
estándar); el segundo modo, tal como en el experimento expuesto
anteriormente, era con el ángulo de rueda regulado de tal manera
que la energía de la variación de la fuerza lateral generada en el
neumático era mínima durante un periodo predeterminado que incluía
desde el momento en que el neumático comenzaba a deformarse por
superar un escalón hasta el momento en que gira y retorna
sustancialmente a su estado normal (el modo presente). Los
vehículos usados como vehículos 1 a 4 tenían todos ellos un
desplazamiento entre 1600 cc y 3000 cc y presentaban un sistema de
dirección tipo FF o FR (esto es, vehículos de turismo). Los
neumáticos utilizados eran todos ellos modelos existentes
generalmente en el mercado del tamaño apropiado para el vehículo al
que se aplicaban. Los resultados del experimento se recogen en la
Tabla 1. Las normas según la cuales se valoraron los resultados se
indican en la Tabla 2.
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Como se deduce claramente de la Tabla 1, el
experimento explicado anteriormente permitió comprobar que,
regulando el ángulo de rueda de tal manera que la energía de la
variación de la fuerza lateral generada en el neumático fuera
mínima durante un periodo predeterminado que incluía desde el
momento en que el neumático comenzaba a deformarse por superar un
resalte (un escalón elevado) hasta el momento en que gira y retorna
sustancialmente a su estado normal, entonces con independencia del
tipo de neumático, la estabilidad de marcha puede ser mejorada
notablemente, y el desgaste unilateral grandemente reducido.
En consecuencia, los inventores de la presente
invención llegaron a la conclusión por el experimento explicado de
que, midiendo la fuerza lateral generada en un neumático al girar en
contacto con una superficie de giro de la rueda sobre la que está
formado un escalón y obteniendo la energía de la variación de la
fuerza lateral generada en el neumático durante el periodo
predeterminado referido anteriormente, era posible obtener el
ángulo de rueda óptimo según las características del neumático sobre
la base de la energía obtenida anteriormente de la variación de la
fuerza lateral. Además, los inventores de la presente invención
también descubrieron que si el ángulo de rueda se regulaba según el
ángulo de rueda óptimo obtenido de este modo, podía conseguirse una
estabilidad de marcha apropiada para circular sobre una superficie
real de carretera y una reducción en el desgaste unilateral.
Sobre la base de lo expuesto, en el procedimiento
para la regulación de la alineación de ruedas según el primero y
principal objeto de la presente invención, un vehículo y una
superficie de arrastre de las ruedas se desplazan relativamente
entre sí de tal manera que la rueda del vehículo que debe regularse
con el neumático montado en la misma se hace girar en la dirección
de avance del vehículo sobre la superficie de giro de la rueda que
presenta un escalón de una altura predeterminada formado sobre la
misma de tal manera que la rueda pasa sobre el escalón, y se mide
la fuerza lateral generada sobre el neumático, y se regula el ángulo
de la rueda de tal manera que la energía de la variación de la
fuerza lateral generada en el neumático durante un periodo
predeterminado que incluye el momento en que el neumático se deforma
al pasar la rueda sobre el escalón hasta que gira y vuelve
sustancialmente a su estado normal se encuentra dentro de un
intervalo predeterminado que incluye el valor mínimo de la energía
de la variación de la fuerza lateral.
En la presente invención, un vehículo y una
superficie de giro de la rueda se desplazan relativamente entre sí
de tal manera que la rueda del vehículo que debe regularse con el
neumático montado en la misma se hace girar en la dirección de
avance del vehículo sobre la superficie de giro de la rueda que
presenta un escalón de una altura predeterminada formado sobre la
misma de tal manera que la rueda pasa sobre el escalón, y se mide
la fuerza lateral generada sobre el neumático. Obsérvese que, en la
presente invención, fuerza lateral significa la fuerza que actúa en
la dirección de una recta que corta un plano que incluye la línea
axial ortogonal a la dirección de avance del vehículo (la dirección
del desplazamiento 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). A continuación, en la presente invención, se
regula el ángulo de la rueda de tal manera que la energía de la
variación de la fuerza lateral generada en el neumático durante un
periodo predeterminado que incluye el tiempo desde el momento en
que el neumático se deforma al pasar sobre el escalón hasta que gira
y retorna sustancialmente a su estado normal se encuentre dentro de
un intervalo predeterminado (por ejemplo un intervalo desde el valor
mínimo hasta un valor predeterminado) que incluye el valor mínimo
de la energía de la variación de la fuerza lateral.
Preferiblemente, el ángulo de rueda se regula de tal manera que la
energía de la variación de la fuerza lateral sea mínima en el
intervalo de regulación del vehículo que debe regularse. Sin
embargo, existen también vehículos cuya energía de la variación de
la fuerza lateral no puede regularse al mínimo puesto que el paso
de regulación del ángulo de rueda (el valor del cambio mínimo de
ángulo) es una variable debida al tipo del modelo (estructura) y
circunstancias similares del vehículo que debe regularse.
En consecuencia, como queda claro por los
resultados del experimento descrito anteriormente, el ángulo de
rueda (ángulo de posición) puede regularse fácilmente según una
alineación que esté de acuerdo con las características del
neumático. Además pueden obtenerse también una estabilidad de marcha
apropiada para una superficie real de carretera y un desgaste
unilateral reducido. Por otra parte, en la presente invención,
puesto que el ángulo de rueda se regula sobre la base de la energía
de la variación de la fuerza lateral generada en el neumático
durante un periodo predeterminado que incluye el tiempo desde el
momento en que el neumático se deforma debido al paso de la rueda
sobre un escalón hasta el momento en que gira y retorna
sustancialmente a su estado normal, no existe una reducción de la
precisión en la regulación de la alineación de ruedas debido a la
geometría de la suspensión del vehículo como cuando se regula el
ángulo de rueda sobre la base de la fuerza lateral durante el
periodo en que la fuerza longitudinal generada en el neumático se
encuentra en su máximo o sustancialmente en su máximo, como se daba
a conocer en el documento JP-A
10-7013.
El periodo predeterminado que incluye el tiempo
desde el momento en que el neumático se deforma debido al paso de
la rueda sobre un escalón hasta el momento en que gira y retorna
sustancialmente a su estado normal puede obtenerse, por ejemplo,
detectando el comienzo del periodo predeterminado por la detección
del desplazamiento de la rueda y detectando después el final del
periodo predeterminado midiendo el tiempo transcurrido desde el
comienzo predeterminado. Sin embargo este procedimiento puede
requerir un complicado mecanismo para obtener el periodo
predeterminado y, en algunos casos, pueden producirse errores en la
obtención de dicho periodo.
Debido a ello, en el procedimiento para la
alineación de las ruedas de un vehículo según un segundo aspecto de
la presente invención, un vehículo y una superficie de arrastre de
rueda se desplazan relativamente entre sí de tal manera que la
rueda que debe regularse con un neumático montado en ella, gira en
la dirección de avance del vehículo sobre la superficie de giro de
la rueda que presenta un escalón de una altura predeterminada
formado en la misma de tal manera que la rueda supera el escalón y
se miden por lo menos la fuerza longitudinal o la carga generada en
el neumático y la fuerza lateral también generada en el
neumático,
se determina un periodo que incluye el tiempo
desde el momento en que el neumático se deforma al pasar sobre el
escalón, hasta que gira y retorna sustancialmente a su estado normal
sobre la base de los resultados de la medición de por lo menos una
de entre la fuerza longitudinal o la carga, y
se regula el ángulo de la rueda de tal manera que
la energía de la variación de la fuerza lateral generada durante el
periodo determinado se encuentra dentro de un intervalo
predeterminado que incluye el valor mínimo de la energía de la
variación de la fuerza lateral.
En el segundo aspecto de la presente invención,
un vehículo y una superficie de arrastre de rueda se desplazan
relativamente entre sí de tal manera que la rueda que debe regularse
con un neumático montado en ella, gira en la dirección de avance
del vehículo sobre la superficie de giro de la rueda que presenta un
escalón de una altura predeterminada formado en la misma de tal
manera que la rueda supera el escalón y se mide la fuerza lateral
generada en el neumático y se miden por lo menos la fuerza
longitudinal o la carga generada en el neumático y una fuerza
lateral generada en el neumático, y se determina un periodo sobre la
base de los resultados de la medición de por lo menos una de entre
la fuerza longitudinal o la carga. Téngase en cuenta que la fuerza
longitudinal es la fuerza en dirección de la marcha a lo largo de la
intersección de un plano que comprende la línea axial de la marcha
en la dirección según la cual avanza el vehículo (la dirección en la
que el vehículo se desplaza con respecto a la superficie de giro de
la rueda) y la superficie de giro de la rueda (la superficie de la
carretera), mientras que la carga es la fuerza en dirección vertical
aplicada a la superficie de giro de la rueda (la superficie de la
carretera).
La fuerza longitudinal y la carga pueden medirse
ambas fácilmente disponiendo un sensor sobre la superficie de giro
de la rueda, un elemento conectado a la superficie de giro de la
rueda, o a la rueda que debe regularse (al igual que con la fuerza
lateral). Además, siempre que el vehículo sea igual, la transición
de la fuerza longitudinal y de la carga generada en el neumático
(es decir, la forma de onda) cuando la rueda gira y supera el
escalón apenas sufre cambios aunque cambie la alineación de ruedas.
En consecuencia, puede determinarse exactamente un periodo basando
la determinación sobre los resultados de la medición de la fuerza
longitudinal o de la carga, aunque se midan la fuerza lateral y la
fuerza longitudinal o la carga y se regule el ángulo de rueda
repetidamente.
En el segundo aspecto de la invención, puesto que
el ángulo de rueda se regula de manera que la energía de la
variación de la fuerza lateral generada en el neumático se encuentre
dentro de un intervalo predeterminado que incluye el valor mínimo
de la energía (por ejemplo un intervalo entre un valor mínimo y un
valor determinado), el ángulo de rueda puede regularse fácilmente
con una alineación que se ajuste a las características del neumático
sin estar afectada por la geometría de la suspensión del vehículo,
de igual forma que en el primer aspecto de la presente invención, y
puede obtenerse tanto una estabilidad de marcha apropiada para una
superficie real de carretera como una reducción del desgaste
unilateral.
Téngase en cuenta que los inventores de la
presente invención obtuvieron la energía de la variación de la
fuerza lateral repitiendo la medición de la fuerza lateral cuando el
vehículo pasaba sobre el escalón al avanzar, mientras cambiaban la
alineación de ruedas, tanto para la parte del escalón en que su
altura disminuye en el borde del mismo mirando en la dirección
hacia la que la rueda gira (denominado por conveniencia en el
presente documento "bajada del escalón"), como cuando la
altura del escalón aumenta en el borde del escalón mirando en la
dirección en la que gira la rueda (denominado "subida del
escalón"). Como resultado, se confirmó que la energía de la
variación de la fuerza lateral generada en el neumático dentro del
periodo predeterminado cambia mucho más cambiando la alineación de
la rueda cuando la rueda sube el escalón que cuando lo baja.
Por tanto, en un tercer aspecto de la presente
invención, la superficie de giro de la rueda comprende:
una superficie base; y
una superficie en resalte que está situada en el
lado corriente abajo de la superficie de base en la dirección de
giro de la rueda, y cuya altura, por lo menos en una posición en
donde se forma el escalón con la superficie de base y la superficie
en resalte, es mayor que la superficie de base en un valor
predeterminado.
Según el tercer aspecto de la presente invención,
como la subida del escalón está formada en la superficie de giro de
la rueda, regulando el ángulo de la rueda sobre la base de la
energía de la variación de la fuerza lateral dentro de un periodo
predeterminado que incluye el tiempo desde al momento en que el
neumático se deforma por subir la rueda el escalón hasta que gira y
retorna sustancialmente a su estado normal, puede regularse el
ángulo de rueda (la alineación de rueda) con alta precisión.
En un cuarto aspecto de la presente invención, la
superficie en resalte es la superficie superior de un resalte
sustancialmente plano de una altura predeterminada por encima de la
superficie de base, y el resalte se forma de manera que la
superficie en resalte se extiende en la dirección del movimiento
relativo entre el vehículo y la superficie de giro de la rueda una
longitud suficiente para que ambos extremos de la parte de contacto
con el suelo del neumático en dirección del movimiento relativo se
encuentren en contacto con la superficie en resalte cuando la rueda
pasa sobre el resalte.
Obsérvese que, en el tercer aspecto de la
presente invención, es posible formar solamente la subida del
escalón en la superficie de giro de la rueda. Sin embargo, tal como
se describe en el cuarto aspecto, también es posible formar una
subida de escalón en un extremo del resalte y una bajada de escalón
en el otro extremo en la dirección del giro de la rueda disponiendo
un resalte a modo de placa cuya altura es mayor que la superficie de
base en una valor predeterminado. Obsérvese también que la
superficie superior del resalte en el cuarto aspecto de la presente
invención corresponde a la superficie en resalte descrita en el
tercer aspecto.
En el cuarto aspecto de la presente invención, el
resalte se forma de tal manera que la superficie en resalte se
extienda lo suficientemente en la dirección del desplazamiento
relativo entre el vehículo y la superficie de giro de la rueda para
que ambos extremos de la superficie de contacto con el suelo del
neumático en la dirección del movimiento relativo estén en contacto
con la superficie en resalte cuando la rueda pasa sobre el resalte
(preferiblemente la superficie superior del resalte se extiende una
distancia doble de dicha longitud en dirección del desplazamiento
relativo entre el vehículo y la superficie de giro de la rueda y más
preferiblemente, la superficie superior del resalte se extiende por
tres veces dicha longitud en dirección del desplazamiento relativo
entre el vehículo y la superficie de giro de la rueda). Debido a
ello, un neumático que se deforma al subir el escalón hasta la
superficie superior del resalte puede retornar momentáneamente
sustancialmente a su estado normal en la superficie superior del
resalte antes de que la rueda descienda de la superficie superior
del resalte.
Debe observarse que es suficiente que la
superficie de giro de la rueda presente un escalón formado en la
misma y la rueda pueda girar sobre el escalón. Es decir, también es
posible situar un determinado elemento sobre la superficie plana de
una carretera o lugar parecido para formar el escalón. Sin embargo,
se necesita una zona amplia para que marche el coche durante las
mediciones, y se requiere que la velocidad de la rueda sea
constante durante las mismas. Por consiguiente, según un quinto
aspecto de la presente invención, la superficie de giro de la rueda
es una superficie periférica exterior de una pista sin fin que se
hace girar, y el escalón se sitúa por lo menos en una posición
sobre la superficie de giro de la rueda a lo largo de la dirección
en la cual gira la pista sin fin, y
la rueda del vehículo que debe regularse se sitúa
sobre la superficie de giro de la rueda y se hace girar la pista
sin fin de tal manera que gire la rueda del vehículo que debe
regularse, desplazándose de ese modo el vehículo y la superficie de
giro de la rueda entre sí.
En el quinto aspecto de la presente invención,
puesto que la superficie periférica exterior de la pista sin fin
(banda) que se hace girar se utiliza como superficie de giro de la
rueda y se dispone un escalón por lo menos en una posición sobre la
superficie de giro de la rueda a lo largo de la dirección en la que
avanza la pista sin fin, y puesto que la rueda del vehículo que
debe regularse se sitúa sobre la superficie de giro de la rueda y
se hace avanzar la pista sin fin de tal manera que arrastra el giro
de la rueda que debe regularse, determinado el desplazamiento
relativo del vehículo con respecto a la superficie de arrastre de la
rueda, manteniéndose el vehículo estacionario mientras se produce
el desplazamiento relativo del vehículo y la superficie de giro de
la rueda, por lo que no se precisa una gran zona para que el
vehículo se desplace durante las mediciones. En consecuencia, la
regulación de la alineación de ruedas de la presente invención puede
llevarse a efecto dentro de una zona reducida. Además, controlando
la velocidad de la pista sin fin, se consigue fácilmente el
mantenimiento de la velocidad de giro de la rueda constante durante
las mediciones.
La Fig. 2 muestra la transición del primer valor
diferencial de la fuerza longitudinal Fx con respecto al tiempo t
(dFx/dt) y el primer valor diferencial de la fuerza lateral Fy con
respecto al tiempo t (dFy/dt), cuando la fuerza longitudinal Fx y la
fuerza lateral Fy se miden mediante un procedimiento en el que se
forma un escalón (una subida de escalón y una bajada de escalón) en
una superficie de giro de la rueda disponiendo un resalte de forma
plana, tal como se ha descrito en el cuarto aspecto, y el vehículo y
la superficie de giro de la rueda se desplazan relativamente entre
sí de tal manera que la rueda gira sobre la superficie de giro de la
rueda en la dirección de avance del vehículo y pasa sobre el resalte
(sube sobre el escalón, gira sobre la superficie superior del
resalte (la superficie en resalte), y después desciende del
escalón). La Fig. 3 muestra la transición del primer valor
diferencial de la carga Fz con respecto al tiempo (dFz/dt) y la
primera derivada de la fuerza lateral Fy con respecto al tiempo
(dFy/dt) cuando la carga Fz y la fuerza lateral Fy se miden bajo las
mismas condiciones que en la Fig. 2.
Obsérvese que las (dos) posiciones de la Fig. 2
en las que el primer valor diferencial de la fuerza longitudinal
sufre un brusco cambio en sentido positivo o negativo y las (dos)
posiciones de la Fig. 3 en las que el primer valor diferencial de
la carga sufre un brusco cambio en sentido positivo o negativo
indican la variación de la fuerza longitudinal y de la carga que se
produce por la deformación del neumático cuando la rueda sube el
escalón o desciende del mismo. La zona entre las posiciones de las
Figs. 2 y 3 en las que el primer valor diferencial de la fuerza
longitudinal y el primer valor diferencial de la carga sufren un
brusco cambio corresponde al espacio durante el cual la rueda
recorre la superficie superior del resalte (la superficie en
resalte) y el neumático se encuentra en el proceso de retornar
sustancialmente a su estado normal, y, como se aprecia claramente
en las Figs. 2 y 3, el primer valor diferencial de la fuerza
longitudinal y el de la primera derivada de la carga siguen
cambiando durante este tiempo, si bien sólo ligeramente. En
consecuencia, con objeto de determinar a partir de la fuerza
longitudinal o de la carga (o a partir del primer valor diferencial
de la fuerza longitudinal o de la carga) si el neumático ha
retornado sustancialmente a su estado normal, se proporciona el
sexto aspecto de la presente invención.
En el sexto aspecto de la presente invención, la
superficie en resalte es la superficie superior de un resalte de
forma sustancialmente plana cuya altura es una altura predeterminada
por encima de la superficie de base, y el resalte está formado de
tal manera que la superficie en resalte se extiende el espacio
suficiente en dirección del desplazamiento relativo del vehículo y
la superficie de giro de la rueda para que ambos extremos de la
superficie de contacto con el suelo del neumático en dirección de
dicho desplazamiento relativo se encuentren en contacto con la
superficie en resalte cuando la rueda pasa sobre el resalte, y
el periodo predeterminado se determina como el
tiempo transcurrido entre un primer momento y un segundo momento,
siendo el primer momento cuando el grado de cambio de por lo menos
una de entre la fuerza longitudinal o de la carga, al subir la
rueda al resalte deformándose el neumático de la rueda, se reduce al
mínimo después de cambiar a un valor predeterminado o superior,
siendo el segundo momento cuando el grado de cambio de por lo menos
una de entre la fuerza longitudinal o de la carga se reduce al
mínimo después de cambiar a un valor predeterminado o superior, o
cuando el extremo anterior de la superficie de contacto con el suelo
del neumático en la dirección del desplazamiento relativo pierde el
contacto con la superficie en resalte al rodar el neumático sobre la
misma y la rueda desciende del resalte, deformándose el
neumático.
En el sexto aspecto de la presente invención, el
momento en que el grado de cambio (el primer valor diferencial) de
la fuerza longitudinal o de la carga causado por la deformación del
neumático de una rueda al subir al resalte se reduce al mínimo (por
ejemplo, sustancialmente "0") después del cambio a un valor
predeterminado o superior se toma como el primer momento (el punto
indicado por P_{1} en las Figs. 2 y 3), y el momento en que el
grado de cambio de la fuerza longitudinal o de la carga producido
por la deformación del neumático al descender del resalte después
de que el neumático ha rodado sobre la superficie en resalte, se
reduce al mínimo (es decir, sustancialmente "0") después de
cambiar hasta una valor predeterminado o superior (el punto
indicado por P_{2} en las Figs. 2 y 3), o el momento en que el
extremo anterior de la superficie de contacto con el suelo del
neumático en dirección del movimiento relativo pierde el contacto
con la superficie en resalte (por ejemplo, el momento
correspondiente al cambio del máximo de la parte del primer valor
diferencial de la fuerza longitudinal o de la carga a un valor
predeterminado o superior, inmediatamente anterior al punto
P_{2}) se toma como segundo momento. Puesto que se determina que
el tiempo transcurrido entre el primer momento y el segundo momento
sea el periodo predeterminado, estos momentos primero y segundo
pueden determinarse fácilmente y con alto grado de precisión a
partir de los resultados de la medición de la fuerza longitudinal o
de la carga, posibilitando la determinación del periodo
predeterminado con un alto grado de
precisión.
precisión.
Obsérvese que, en los aspectos primero y segundo
de la presente invención, descritos anteriormente, el neumático se
deforma haciendo que ruede subiendo un escalón formado en la
superficie de giro de la rueda. Sin embargo, en lugar de ello es
posible deformar el neumático por el cambio de la carga que actúa
sobre el mismo. Es decir, en el procedimiento de regulación de las
ruedas de un vehículo según un séptimo aspecto de la invención, la
rueda del vehículo que debe regularse con el neumático montado gira
sobre la superficie de giro de la rueda en la dirección en la
dirección de avance del vehículo, y la rueda del vehículo que debe
regularse con el neumático montado gira sobre una superficie de
giro en la dirección de avance del vehículo,
se cambia la carga que actúa sobre el vehículo en
un valor predeterminado o superior, dentro de un periodo
predeterminado, y se mide la fuerza lateral generada en el
neumático, y
se regula el ángulo de la rueda de tal manera que
la energía de la variación de la fuerza lateral generada en el
neumático durante un periodo predeterminado que incluye el tiempo
desde que el neumático se deforma por un cambio en la carga hasta
que gira y retorna sustancialmente a su estado normal se encuentra
dentro de un intervalo predeterminado que incluye el valor mínimo
de la energía de la variación.
En el procedimiento de alineación de ruedas de un
vehículo según un octavo aspecto de la presente invención, la
superficie de giro de la rueda es una superficie sustancialmente
plana, y
el vehículo y la superficie de giro de la rueda
giran relativamente entre sí de tal manera que la rueda gira sobre
la superficie de giro de la rueda, se cambia la carga que actúa
sobre la rueda desplazando la rueda en una dirección
sustancialmente vertical por medio del desplazamiento de la
superficie de giro de la rueda, y se miden la carga y la fuerza
lateral generada en el neumático, y
se obtiene el periodo predeterminado comparando
los resultados de la medición de la carga con la carga generada en
el neumático cuando se encuentra estado sustancialmente normal.
En el séptimo aspecto de la presente invención,
la rueda gira y el neumático se deforma cambiando la carga que actúa
sobre el neumático en un valor predeterminado o superior en un
tiempo predeterminado. El cambio de la carga que actúa sobre la
rueda de esta forma, se consigue mediante el giro de la rueda sobre
la superficie sustancialmente plana, como, por ejemplo, se describe
en el octavo aspecto, y desplazando el neumático en dirección
sustancialmente vertical por medio de la superficie de giro de la
rueda.
En el séptimo aspecto de la presente invención,
como el ángulo de la rueda se regula de manera que la energía de la
variación de la fuerza lateral generada en el neumático dentro de un
periodo predeterminado que incluye desde el momento en que el
neumático se deforma por el cambio de la carga hasta que el
neumático gira y retorna a su estado sustancialmente normal, se
encuentre dentro de un intervalo predeterminado que incluye el valor
mínimo de la variación de la energía, al igual que en los aspectos
primero y segundo de la presente invención, la regulación no está
afectada por la geometría de la suspensión del vehículo, el ángulo
de la rueda se regula fácilmente con una alineación que está
conforme con las características del vehículo, y se consiguen tanto
la estabilidad de marcha apropiada para una superficie real de
carretera con la reducción del desgaste unilateral.
Obsérvese que cuando el neumático que gira sobre
la superficie de giro de la rueda se deforma por el desplazamiento
de la rueda en dirección sustancialmente vertical, tal como se ha
descrito, la fuerza longitudinal del neumático no puede presentar
un cambio igualmente claro en la deformación del neumático como se
representa en la Fig. 2. Por este motivo, cuando el neumático se
deforma por el desplazamiento de la rueda por medio de la superficie
de giro, es preferible que el periodo predeterminado (el periodo
para la determinación de la variación del cambio de la fuerza
lateral generada en el neumático) se determine midiendo tanto la
carga como la fuerza lateral generada en el neumático, como en el
octavo aspecto de la presente invención y, a partir de los
resultados de la medición, comparar esta carga con la carga
generada en el neumático cuando el neumático está sustancialmente
en estado normal.
En el procedimiento para la regulación de la
alineación de ruedas según un noveno aspecto de la presente
invención, se efectúan una pluralidad de medidas de la fuerza
lateral, y
se determina la energía de la variación de la
fuerza generada en el neumático dentro del periodo predeterminado
calculando y sumando, sobre la base de la fuerza lateral medida en
cada medición dentro del periodo predeterminado, por lo menos el
cuadrado del primer valor diferencial de la fuerza lateral de 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 el valor del cuadrado de la segunda derivada de
la fuerza lateral, o el valor absoluto de la segunda derivada de la
fuerza lateral, o el valor de la derivada de tercer orden de la
fuerza lateral, o el cuadrado del valor de la derivada de tercer
orden de la fuerza lateral.
Además, en cualquiera de los aspectos primero,
segundo, o séptimo de la presente invención, el cálculo de la
energía de la variación de la fuerza lateral generada en el
neumático de una rueda dentro de un periodo predeterminado, tal como
se describe en el noveno aspecto de la presente invención, incluye
concretamente, por ejemplo, la realización de una pluralidad de
mediciones de la fuerza lateral en el periodo de medición de la
misma y la determinación la energía de la variación calculando y
sumando, sobre la base de la fuerza lateral medida en cada medición
dentro del periodo predeterminado, bien el cuadrado del primer valor
diferencial 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
el valor del cuadrado de la segunda derivada de la fuerza lateral, o
el valor absoluto de la segunda derivada de la fuerza lateral, o el
valor de la derivada de tercer orden de la fuerza lateral, o el
cuadrado del valor de la derivada de tercer orden de la fuerza
lateral.
En el procedimiento de regulación de la
alineación de ruedas de un vehículo según un décimo aspecto de la
presente invención, un vehículo y una superficie de giro de una
rueda que se desplazan relativamente entre sí de tal manera que la
rueda que debe regularse con el neumático montado gira en la
dirección de avance del vehículo sobre la superficie de giro de la
rueda deformándose el neumático, y se mide la fuerza lateral
generada en el neumático, y se regula la rueda de manera que la
energía de la variación de la fuerza lateral generada en el
neumático durante un periodo predeterminado que incluye el tiempo
desde el momento en que el neumático se deforma hasta que el
neumático gira y retorna sustancialmente a su estado normal, se
encuentra dentro de un intervalo predeterminado que incluye el valor
mínimo de la energía de la variación.
La invención se describirá con mayor detalle
haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
La Fig. 1 es un gráfico que muestra un ejemplo de
la relación entre la alineación de ruedas (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 tiempo desde que el neumático se deforma al pasar la
rueda sobre el escalón hasta que gira y retorna sustancialmente a su
estado normal.
La Fig. 2 es un gráfico que muestra ejemplos de
la transición del primer valor diferencial de la fuerza longitudinal
generada en el neumático cuando la rueda sube el escalón y después
desciende del escalón y la transición del valor de la primera
derivada de la fuerza lateral generada en el neumático cuando la
rueda sube el escalón y después desciende del escalón.
La Fig. 3 es un gráfico que representa ejemplos
de la transición del valor de la primera derivada de la carga
generada en el neumático cuando la rueda sube el escalón y después
desciende del escalón y la transición de la primera derivada de la
fuerza lateral generada en el neumático cuando la rueda sube el
escalón y después desciende del mismo.
La Fig. 4 es una vista lateral del dispositivo de
medición de la alineación de ruedas según la presente forma de
realización.
La Fig. 5 es una vista en planta esquemática del
dispositivo de medición de la alineación de ruedas.
La Fig. 6 es una vista en planta del dispositivo
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
fuerza.
La Fig. 8B es una vista lateral de un sensor de
fuerza.
La Fig. 9 es una vista estructural esquemática
del mecanismo de accionamiento de una placa de fijación de
rueda.
La Fig. 10 es una representación esquemática que
muestra el mecanismo de regulación de la posición de un sensor de
distancia y el dispositivo de arrastre del neumático.
La Fig. 11 es una diagrama de flujo que ilustra
el proceso de medición de la alineación de ruedas.
La Fig. 12 es un diagrama de flujo que ilustra el
proceso de ajuste de la orientación del vehículo.
La Fig. 13 es un esquema explicativo que ilustra
la forma en que se ajusta la orientación del vehículo.
La Fig. 14 es una vista esquemática en sección
transversal que muestra otro ejemplo de dispositivo de arrastre del
neumático.
Las Figs. 15A a 15C son representaciones
esquemáticas de otros ejemplos de dispositivos de arrastre del
neumático.
La Fig. 16 es una vista en perspectiva que
ilustra un ejemplo de un mecanismo para el desplazamiento, en
dirección vertical, de un dispositivo de arrastre del
neumático.
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 dispositivo para la
medición de la alineación de ruedas que puede utilizarse en la
presente invención.
Este dispositivo de medición de la alineación de
ruedas está dotado de una plataforma de montaje 12 que puede elevar
y descender por medio de un dispositivo elevador principal 10, y una
plataforma de soporte del vehículo 16 que puede elevar y descender
mediante un segundo dispositivo elevador 14 sobre la altura de
referencia de la plataforma de montaje 12. En la plataforma de
montaje 12 se encuentran cuatro dispositivos de arrastre del
neumático 18 para accionar el giro de cada una de las ruedas del
vehículo 20. Los cuatro dispositivos de arrastre del neumático 18
presentan la misma estructura, por lo que solamente se explicará uno
de dichos dispositivos.
Como se ilustra en la Fig. 6, el dispositivo de
arrastre del neumático 18 está dotado de un bastidor 22 que
comprende una par de largueros principales 22A dispuestos
paralelamente entre sí a una distancia determinada, y una placas
laterales 22B que se extienden entre el par de largueros principales
22A a ambos extremos de los mismos. El bastidor 22 está situado de
tal manera que la dirección longitudinal de los largueros
principales 22A se extiende en la dirección longitudinal del
vehículo 20. Entre el par de largueros principales 22A se
encuentran dos árboles de accionamiento en posiciones próximas a
cada una de las placas laterales 22B. Los árboles de accionamiento
24 giran soportados por los largueros principales 22A.
En un extremo de cada uno de los árboles de
accionamiento 24 se encuentra una rueda dentada 26. Las ruedas
dentadas 26 están conectadas, a través de un mecanismo de
transmisión de fuerza, no ilustrado, al árbol giratorio de un
motor, igualmente no ilustrado, cuya acción de arrastre está
controlada por un dispositivo de control 80 (ver Fig. 5). En
consecuencia, cuando el motor gira, la fuerza de arrastre generada
por el mismo se transmite a los árboles de accionamiento 24 a
través del mecanismo de transmisión de fuerza y las ruedas dentadas
26, determinando de este modo el giro de los árboles de
accionamiento 24.
En cada extremo de ambos árboles de accionamiento
24 se encuentran fijos y opuestos entre sí unos piñones 28. Entre
el par de árboles de accionamiento 24 están dispuestas dos cadenas
sin fin 30 que engranan con el par de piñones opuestos 28 (ver Fig.
7B). Por tanto, cuando gira el árbol de accionamiento 24, las dos
cadenas 30 también giran arrastradas por los piñones 28.
El dispositivo de arrastre del neumático 18 está
dotado de una pluralidad de secciones de placas de aluminio 32 cuya
anchura es suficiente para que no se introduzcan en las ranuras del
dibujo del neumático y cuya longitud es bastante superior a la
anchura del neumático. La pluralidad de secciones de placas 32 se
hallan dispuestas unas junto a otras en paralelo con las placas
laterales 22B a lo largo de la dirección longitudinal de las
cadenas 30, y tienen uno de sus extremos fijos a una de las cadenas
30 y el otro extremo fijo a la otra cadena 30 mediante elementos de
conexión no ilustrados.
En consecuencia, como puede apreciarse en las
Figs. 6 y 7, se forma una pista sin fin 34 conectando entre sí la
pluralidad de secciones de placas 32 en dirección de la anchura de
las secciones de placas 32 mediante la cadena 30 y los elementos de
conexión. La pista sin fin 34 es arrastrada entre el par de árboles
de accionamiento 24 de tal manera que la dirección longitudinal de
las secciones de placas 34 es la dirección transversal del vehículo
20. Como ambos árboles de accionamiento 24 están soportados 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 placas 32, visto el
dispositivo de arrastre del neumático 18 desde la parte superior,
será referida en lo sucesivo como superficie de arrastre del
neumático 36 (que corresponde a la superficie de giro de la rueda
de la presente invención).
Como se representa en las Figs. 7A y 7B en la
superficie exterior de la pista sin fin 34 se forma una pluralidad
de resaltes planos de determinada altura a una distancia determinada
entre sí en la dirección en que se desplaza la pista sin fin 34.
Cada uno de los resalte 38 está formado abarcando 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 resalte 38 se
extiende entre dos secciones de placa 32 adyacentes en la dirección
del giro de la pista sin fin 34. La longitud de cada resalte 38 en
dirección de la anchura de la pista sin fin 34 (la dirección de
giro) es mayor que la anchura del neumático.
Cuando gira la pista sin fin 34, cada una de las
secciones de placa 32 se desplaza en la dirección de giro. Sin
embargo, cuando cada par de secciones de placa 32 adyacentes que
presentan los resaltes 38 formada sobre los mismos se desplazan a la
posición que corresponde a la superficie de arrastre del neumático
36 de la pista sin fin, la superficies superiores de las dos
secciones de placa 32 se mantienen rasantes entre sí. Por
consiguiente, las superficies superiores de los dos resaltes 38
formados en las superficies superiores de las dos secciones de
placas 32 también se mantienen rasantes entre sí y también resultan
contiguas entre sí. En consecuencia, se forma una única parte en
resalte que se extiende una determinada longitud en la dirección en
la que gira la pista sin fin 34 (esta longitud es dos o tres veces
la longitud, en dirección del giro, de la parte de contacto con el
suelo del neumático de la rueda situada sobre la superficie de
arrastre del neumático 36).
Esta parte en resalte (la parte en resalte
comprendida por las dos resaltes 38) corresponde al resalte descrito
en el cuarto aspecto de la presente invención, mientras ambos
bordes de la parte en resalte en la dirección en que gira la pista
sin fin 34 corresponden al escalón de la presente invención.
Obsérvese que, en la parte inferior de los dos bordes, el borde
situado corriente arriba del resalte 38 en la dirección en la que
gira la rueda sobre la superficie de arrastre del neumático 36 (en
el sentido opuesto al que gira la pista sin fin 34) se denomina
escalón de subida (el escalón descrito en el tercer aspecto de la
presente invención), mientras que el borde al otro lado del resalte
38 se denomina escalón de bajada.
Debido a la estructura referida, cuando la pista
sin fin 34 gira hallándose la rueda de un vehículo 20 situada sobre
su superficie de arrastre del neumático 36, el neumático gira sobre
dicha superficie de arrastre 36 y se desplaza desde la superficie
superior de las secciones de placa 32 hacia el escalón y sube a la
superficie superior (la superficie en resalte) de la parte del
resalte. A continuación el neumático rueda sobre la superficie
superior de la parte en resalte y desciende de nuevo a la superficie
superior de las secciones de placa 32 (la superficie de base). Este
proceso se repite.
Como se ilustra en la Fig. 7A, en cada una de las
partes extremas de cada sección de placa 32, en el lado interior de
la pista sin fin 34 se encuentra fija una guía plana 40. En cada una
de las guías planas 40 está tallada una ranura en forma de V, 40A,
orientada en la dirección en la que gira la pista sin fin 34.
Además, fijas a la superficie interior de los dos largueros
principales 22A se encuentran los extremos de un elemento plano
soporte de carga 42 dispuesto de tal manera que se extiende de
través entre el par de largueros principales 22A. En la parte
superior de este elemento plano soporte de carga 42 se encuentra
fijo un elemento de guía 44 en una posición que queda enfrentada
con la guía plana 40.
Unas ranuras receptoras en forma de V, 44A, se
encuentran talladas en la superficie superior del elemento de guía
44 en posiciones opuestas a las ranuras acopladas 40A y que se
extienden en la dirección del giro de la pista sin fin. Una
pluralidad de bolas de acero 46 de tamaño idéntico se encuentran
situadas entre las ranuras acopladas 40A y las receptoras 44A.
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 pista sin fin 34, la pluralidad de secciones
de placa 32 que forman la superficie de arrastre del neumático 36
están soportadas por el elemento plano soporte de carga 42 y el
elemento de guía 44, a través de las bolas 46 de tal manera que la
superficie superior de la pluralidad de secciones de placa 32 forman
una superficie plana uniforme. Además, al accionar la pista sin fin
34 y girar la rueda, como se describe después, la fuerza en la
dirección en la que gira 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 plano soporte de carga 42.
En la superficie superior del elemento plano
soporte de carga 42 están formadas unas ranuras rectangulares 42A
cubiertas por el elemento de guía 44. El tamaño de las ranuras
rectangulares 42A es tal que permite el paso de las bolas 46 a lo
largo de las ranuras rectangulares 42A en la dirección en la que
gira la pista sin fin 34. Aunque no se ilustra en los dibujos, en
ambas partes extremas del elemento plano soporte de carga 42,
existe una ranura en forma de U que se extiende en la dirección de
circulación de la pista sin fin entre el paso entre las ranuras de
acoplamiento 40A y las ranuras de recepción 44A y el camino formado
por la ranura rectangular 42A. Las bolas 46 giran a través de las
ranuras en forma de U a lo largo del camino entre la ranura de
acoplamiento 40A y la ranura de recepción 44A y el camino formado
por la ranura rectangular 42A.
En la parte externa del bastidor 22 está situado
un bastidor de soporte 48. El bastidor de soporte 48 sustancialmente
en forma U comprende una parte de fondo 48A situada bajo el
bastidor 22 y que se extiende en la dirección de circulación de la
pista sin fin 34, y un par de elementos de soporte 48B que se
extienden verticalmente a partir de ambas partes extremas de la
parte de fondo 48A de tal manera que sus partes laterales se
orientan hacia las placas laterales 22B del bastidor 22 a una
distancia predeterminada de los mismos. Fijos a cada una de las
superficies laterales del par de elementos de soporte 48B se
encuentran unos raíles guías de deslizamiento izquierdo y derecho
50 que se extienden en la dirección en la que gira la pista sin fin
34 (la dirección transversal del vehículo).
Fijos a las placas laterales 22B del bastidor 22,
se encuentran unos bloques deslizantes, a través de unos sensores
de fuerza 52, cuya función se explicará en detalle más adelante. En
las superficies laterales de los bloques deslizantes 54 se
encuentran talladas unas ranuras que se ajustan con los raíles guías
de deslizamiento derecho e izquierdo 50 y los bloques deslizantes
se ajustan con los raíles guías de deslizamiento 50 a través de
dichas ranuras. En consecuencia, el bastidor 22 (así como la pista
sin fin 34) puede deslizarse en dirección transversal del vehículo a
lo largo de los raíles guías deslizantes derecho e izquierdo 50.
Un soporte 56 está fijo a una de las placas
laterales del par 22B de manera que sobresale a través de la parte
de soporte 48B del bastidor de soporte 48. Un taladro roscado
penetra la parte extrema distante del soporte 56 en dirección
transversal del vehículo. Un eje giratorio roscado 58 se enrosca
dentro del taladro roscado creando un mecanismo de husillo de
bolas. Un extremo del eje roscado 58 está unido coaxialmente al
árbol giratorio de un motor 60 montado en la placa de soporte 48B
del bastidor de soporte 48. El motor 60 está conectado al
dispositivo de control 80 (ver Fig. 5) y el accionamiento del motor
está controlado por este dispositivo de control 80.
Debido a ello, cuando el eje giratorio gira
accionado por el motor 60, el soporte 56, el bastidor 22, y la
pista sin fin se desplazan como una sola unidad acercándose o
alejándose del bastidor de soporte 48 en dirección transversal del
vehículo. Además, cuando se detiene el giro del motor, el
desplazamiento del bastidor 22 y de los demás elementos acercándose
o alejándose del bastidor de soporte 48 en dirección transversal del
vehículo es impedido por el 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 barras de medición de fuerza
52A que están equipadas con elementos de detección de fuerza tales
como galgas de distorsión y células de carga. Ambos extremos de
cada una de las barras de medición de fuerza 52A están fijos a la
parte extrema de un marco rectangular 52C. Las partes centrales de
cada una de las barras de medición de fuerza 52A están conectadas
entre sí por medio de un placa de conexión 52B. El sensor de fuerza
52 detecta la fuerza ejercida en dos direcciones ortogonales a la
dirección longitudinal de la barra de medición de fuerza 52A (la
dirección ortogonal a la superficie del dibujo de la Fig. 8A y la
dirección ortogonal a la superficie del dibujo de la Fig. 8B).
En las placas laterales 22B están dispuestos
cuatro taladros roscados para el montaje del marco rectangular 52C
y en la placa de conexión 52B existen cuatro taladros para el
montaje del bloque deslizante 54. El sensor de fuerza 52 está
empernado a las placas laterales 22B y al bloque deslizante 54 de
tal manera que la dirección longitudinal de la barra de medición de
fuerza 52A está orientada en la dirección vertical del vehículo.
En consecuencia, cuando gira la pista sin fin 34
y se aplica una fuerza en la dirección de giro de la pista sin fin
34 debido al giro de la rueda del vehículo sobre la pista sin fin
34, esta fuerza se transmite al bastidor 22 por medio del piñón 28,
y las placas laterales 22B del bastidor 22 se desplazan en la
dirección del giro. Debido a ello, la barra de medición de fuerza
52A del sensor de fuerza 52 se deforma en la dirección del giro y el
sensor de fuerza 52 mide la intensidad de la fuerza en dicha
dirección del giro.
Por otra parte, cuando se aplica una fuerza a la
pista sin fin 34 en dirección del eje de giro (fuerza lateral) por
el giro de la rueda sobre la pista sin fin 34, esta fuerza se
transmite al bastidor 22 a través de las guías planas 40, las bolas
46, las placas de guía 44 y el elemento plano de soporte de carga
42, desplazándose así las placas laterales 22B del bastidor 22 en
la dirección el eje de giro. Debido a ello, la barra de medición de
fuerza 52A del sensor de fuerza 52 se deforma en la dirección del
eje de giro y dicho sensor de fuerza 52 mide la intensidad de la
fuerza en la dirección del eje de giro. El sensor de fuerza 52 está
conectado al dispositivo de control 80 (ver Fig. 5) y envía los
resultados de la medición del dispositivo de control 80.
Un par de raíles guías de deslizamiento
longitudinales 62 están montados en la plataforma de montaje bajo
la parte del fondo 48A del bastidor de soporte 48 extendiéndose
paralelos entre sí en la dirección del giro de la pista sin fin (la
dirección longitudinal del vehículo). En la superficie inferior de
la parte del fondo 48 están talladas un par de ranuras para el
acoplamiento de los raíles guías de deslizamiento longitudinales
62, y la parte inferior 48A del bastidor de soporte 48 se acopla con
los raíles guías de deslizamiento por medio de las ranuras. En
consecuencia, el bastidor de soporte 48 puede desplazarse en la
dirección longitudinal del vehículo a lo largo de los raíles guías
de deslizamiento longitudinales 62.
Obsérvese que el bastidor de soporte 48 se
desplaza en dirección longitudinal del vehículo acercándose o
alejándose de la plataforma de montaje 12 mediante un mecanismo no
ilustrado similar al descrito anteriormente (un mecanismo de
husillo de bolas con un motor).
Obsérvese también que, de los cuatro dispositivos
de arrastre del neumático 18, las direcciones en las que giran las
pistas sin fin 34 del par de dispositivos de arrastre del neumático
18 sobre los que asientan las ruedas delanteras del vehículo 20,
son paralelos entre sí. Análogamente, las direcciones en que giran
las pistas sin fin 34 de los dos dispositivos de arrastre del
neumático, sobre los que asientan las ruedas posteriores del
vehículo 20 también son paralelas entre sí. Además, la dirección en
la que giran las pistas sin fin 34 del dispositivo de arrastre del
neumático 18, sobre los que asientan las ruedas anteriores del
vehículo, es idéntica a la dirección en que giran las pistas sin
fin 34 de los dispositivos de arrastre del neumático 18, sobre los
que asientan las ruedas posteriores del vehículo.
Como se ilustra en la Fig. 4, hacia la parte
anterior y posterior en dirección longitudinal del vehículo de cada
dispositivo de arrastre del neumático 18 existen unos pares de
placas de fijación de rueda 64 sobre la plataforma de montaje 12 y
para cada par de placas de fijación de rueda 64 existe el mecanismo
representado en la Fig. 9. Cuando se encuentran en su alojamiento
(esto es, en el estado indicado por las líneas de puntos en la Fig.
9), los pares de placas de fijación de ruedas 64 enrasan
sustancialmente con la superficie superior de la plataforma de
montaje 12, y el extremo de cada placa en dirección longitudinal del
vehículo que es el más próximo al dispositivo de arrastre de la
rueda 18 está soportado de forma giratoria por la plataforma de
montaje 18.
Para cada par de placas de fijación de ruedas 64
se encuentra dispuesto un par de palancas 66. En la parte central,
en dirección longitudinal del vehículo de cada una de las
superficies laterales de las placas de fijación de ruedas 64
existen unas ranuras alargadas 64A. La parte superior de cada una de
las palancas 66 puede desplazarse sujeta por un pasador 68 alojado
en cada una de las ranuras alargadas 64A. Cuando la placa de
fijación de rueda 64 se encuentra en su alojamiento la parte
inferior extrema de cada uno de los pares de palancas 66 está
soportada giratoria por la plataforma de montaje 12 de forma que la
distancia entre la parte inferior extrema de cada par de palancas
66 es menor cuanto más próxima se encuentra a la parte extrema
inferior de la palanca.
Además, las partes centrales de cada palanca del
par de palancas 66 están unidas entre sí mediante un cilindro
hidráulico. La parte central de una de las palancas del par de
palancas 66 está conectada a un extremo de un muelle helicoidal de
extensión cuyo otro extremo está fijo a la plataforma de montaje
12.
El cilindro hidráulico 70 está conectado al
dispositivo de control 80 (ver Fig. 5), y es extendido y retraído
por el dispositivo de control 80. A medida que se acorta
gradualmente la longitud del cilindro hidráulico 70, reduciéndose a
una longitud inferior a la representada en la Fig. 9, los pares de
palancas 66 se aproximan gradualmente a la posición levantada
venciendo la acción del muelle antagonista 72 y la distancia entre
las partes extremas superiores de los pares de palancas 66 se
acorta gradualmente. Como consecuencia de esta acción, cada una de
las placas de los pares de placas de fijación de ruedas 64 comienza
a girar. Como se indica en las líneas de trazo y doble punto de la
Fig. 9, cuando se encuentra una rueda situada en el dispositivo de
arrastre del neumático 18, como la parte extrema distante de cada
placa del par de placas de sujeción de ruedas 64 entra en contacto
con la rueda, se impide el giro de la misma en dirección
longitudinal del vehículo.
Fijos a ambos lados de la plataforma de montaje
12 se encuentran unos vástagos 74 en cuatro posiciones
correspondientes a los cuatro dispositivos de arrastre del
neumático 18. Como se ilustra en la Fig. 10, cada uno de los
vástagos 74 está soportado de forma que puede girar en la dirección
indicada por la flecha A de la Fig. 10, y también es capaz de
extenderse y retraerse. En el extremo de cada uno de los vástagos 74
se encuentra fijo un sensor de distancia 76. Como sensor de
distancia 76 puede utilizarse un sensor de tipo sin contacto, por
ejemplo, el que emite un rayo láser hacia un objeto y detecta la
distancia entre el sensor y el objeto al recibir el rayo láser
reflejado por el mismo.
Cuando se sitúa una rueda sobre el dispositivo de
arrastre del neumático 18, el vástago 74 correspondiente se
extiende o retrae y se hace girar manualmente hasta que el sensor de
distancia quede situado frente al centro de la rueda. Ello permite
que el sensor de distancia mida la distancia entre el mismo y la
rueda situada sobre el dispositivo de arrastre del neumático 18. El
sensor de distancia 76 está conectado al dispositivo de control 80
(ver Fig. 5) y los resultados de la medición de su distancia a la
rueda los envía a dicho dispositivo de control 80.
En el dispositivo de control 80, representado en
la Fig. 5 puede utilizarse, por ejemplo, un microordenador. A este
dispositivo de control 80 está conectada una unidad de presentación
82 que comprende una pantalla CRT o equivalente para presentar los
valores de las mediciones obtenidas por el sensor de fuerza 52, la
dirección según la cual debe regularse el ángulo, y otros datos.
A continuación se desarrolla una explicación del
procedimiento para la regulación de la alineación de ruedas
utilizando el dispositivo para la medición de la alineación de
ruedas descrito anteriormente.
En primer lugar, el operador desplaza el bastidor
de soporte 48 de cada dispositivo 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
dispositivos de arrastre del neumático 18 se sitúen en
correspondencia con la cuatro ruedas del vehículo que deben
regularse según la vía y la batalla del vehículo. El operador
también desplaza el bastidor 22 en la dirección transversal del
vehículo a lo largo de los raíles guías de deslizamiento
transversal y de este modo regula la posición de cada uno de los
dispositivos de arrastre del neumático 18 existentes en la
plataforma de montaje 12.
Obsérvese a este respecto que, como los
desplazamientos indicados anteriormente se realizan utilizando la
fuerza de un motor a través del mecanismo de husillo de bolas, si el
motor de accionamiento se detiene, el dispositivo de arrastre del
neumático 18 queda bloqueado en la posición de regulación por medio
del mecanismo de husillo de bolas.
A continuación se sitúa cada una de las ruedas
del vehículo 20 en una superficie de arrastre del neumático 36 del
dispositivo de arrastre del neumático 18 y el vehículo 20 se
desplaza sobre la plataforma de montaje 12 con el volante del
vehículo 20 de dirección girado en la posición de avance rectilíneo
de tal manera que la línea axial central de la carrocería se sitúe
sustancialmente paralela a la dirección en la cual gira la pista
sin fin 34 del dispositivo de arrastre del neumático 18. A
continuación se extiende o retrae manualmente el vástago 74 y se
gira de tal manera que el sensor de distancia 76 de cada rueda quede
situado frente al centro de la misma.
Una vez completada la operación expuesta, el
operador cursa orden al dispositivo de control 80 para que proceda
a la medición del ángulo. Como consecuencia se siguen en secuencia
las etapas del proceso de medición de la alineación de ruedas que
se indica en la Fig. 11. También se realiza el proceso de regulación
de la orientación del vehículo que figura en la Fig. 12 en ciclos
de tiempo predeterminado. A continuación se explica el proceso de
regulación de la orientación del vehículo, haciendo referencia a la
Fig. 12.
En la etapa 100, la distancia entre cada sensor
de rueda 76 y el centro de la rueda correspondiente del vehículo se
mide mediante los sensores de distancia 76 (estas distancias se
indican como a, b, A y B en la Fig. 13). En la etapa 102, se
comparan el resultado de la sustracción del valor b de la distancia
del sensor 76 al centro de la rueda posterior izquierda del
vehículo de la distancia a del sensor 76 al centro de la rueda
anterior izquierda del vehículo (a - b), y el resultado obtenido
por sustracción de la distancia B del sensor 76 al centro de la
rueda posterior derecha del vehículo de la distancia A del sensor 76
al centro de la rueda anterior derecha del vehículo (A - B), y
sobre la base de dicha comparación se determina si la orientación
del vehículo es correcta.
En la etapa 102, si el valor (a - b) es igual al
valor (A - B), aunque la vía de las ruedas anteriores del vehículo
20 y la vía de las ruedas posteriores del vehículo 20 presenten
alguna diferencia, puede afirmarse que la línea central de la
carrocería es paralela a la dirección en la cual gira cada
dispositivo de arrastre del neumático 18 del dispositivo de
medición de la alineación de ruedas y la determinación del paso 102
es afirmativa. El proceso de orientación del vehículo se ha
completado y no es preciso reiterarlo.
Por el contrario, si el valor (a - b) no es igual
al valor (A - B) en la etapa 102, se realiza una determinación
negativa y la rutina sigue a la etapa 104. En la etapa 104, se
calcula la distancia que debe desplazarse el dispositivo de
arrastre del neumático con objeto de que el valor (a - b) resulte
igual al valor (A - B) y, sobre la base de este cálculo, se pone en
marcha el motor 60 y se regula la posición del dispositivo de
arrastre del neumático 18 desplazándolo en dirección del eje de
giro. Esto permite regular la orientación del vehículo de manera que
la línea axial central de la carrocería quede paralela a la
dirección en la que gira el dispositivo de arrastre del neumático
18 del dispositivo de medición de la alineación de ruedas. Haciendo
uso del proceso descrito, aunque la línea axial central de la
carrocería de un vehículo situado sobre la plataforma de montaje 12
no se encuentre paralela a la dirección en la que giran los
dispositivos de arrastre del neumático 18, la orientación del
vehículo puede corregirse todavía de manera que queden ambas en
paralelo.
En el proceso de medición de la alineación de
ruedas (Fig. 11) descrito, se hacen girar una a una las ruedas del
vehículo 20 por el dispositivo de arrastre del neumático 18. Al
rodar una a una las ruedas del vehículo 20, debido a la fuerza en
dirección del eje generada por la rueda que gira, se produce una
distorsión en las ruedas que fijas, desplazando minuciosamente 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 de regulación de la orientación de la carrocería
anteriormente explicado se realiza cíclicamente aunque la rueda que
gira y la posición de la carrocería del vehículo se desplacen por
la distorsión de las ruedas que no giran, y el dispositivo de
arrastre del neumático 18 se desplaza de tal manera que la
alineación de la rueda que gira sobre la superficie de arrastre el
neumático 36 se mantiene en el mismo estado que cuando la posición
de la carrocería no se desplaza, la alineación de la rueda que gira
sobre la superficie de arrastre del neumático 36 se mantiene
constante y mejora la precisión de las medidas del procedimiento de
medición de la alineación de ruedas.
A continuación se expone el proceso de medición
de la alineación de ruedas haciendo referencia al cuadro de flujo
de la Fig. 11. En la etapa 120 se giran, mediante el cilindro
hidráulico 70, las placas de fijación 64 de las tres ruedas
distintas de la que se mide para inmovilizarlas en la dirección
longitudinal del vehículo. Téngase en cuenta que, en lugar de fijar
la rueda con la placa de fijación de rueda 64, también es posible
utilizar los puntos de fijación del gato dispuestos en el vehículo
20 o cualquier otro procedimiento para fijar el vehículo a fin de
evitar su desplazamiento en dirección longitudinal. Sin embargo, en
tal caso, es necesario asegurarse de que, mediante esa fijación del
vehículo, no se aplica a la carrocería ninguna fuerza diferente a
la del volante de dirección.
En la etapa siguiente 122, se hace girar el
dispositivo de arrastre del neumático 18 de la rueda objeto de
medición. Esto determina el giro de la rueda objeto de medición
sobre la superficie de arrastre del neumático 36. En consecuencia,
la rueda objeto de medición pasa repetidamente desde la superficie
de las secciones de placa 32 a la parte superior de las partes en
resalte, y a continuación desde dicha parte superior de las partes
en resalte desciende nuevamente a la superficie superior de las
secciones de placa 32.
El paso de la rueda ascendiendo a la superficie
superior de la parte en resalte con el posterior descenso a la
superficie de las secciones de placa genera un fuerza longitudinal
Fx (fuerza en la dirección del giro), una fuerza lateral Fy (fuerza
en dirección del eje de giro), y una fuerza de carga Fz (fuerza
vertical sobre la superficie de arrastre del neumático en el
neumático de la rueda objeto de medición). En la presente forma de
realización, sin embargo, de las anteriores tres fuerzas el sensor
de fuerza 52 mide la fuerza longitudinal Fx y la fuerza lateral Fy.
Por tanto, en la etapa 124, se muestrea la salida del sensor de
fuerza 52 (los valores de las mediciones de la fuerza longitudinal
Fx y la fuerza lateral Fy) y los valores obtenidos por el muestreo
de las mediciones de la fuerza longitudinal Fx y de la fuerza
lateral Fx se almacenan en unos medios de almacenamiento tales como
la memoria.
En la etapa 126, se determina si se ha
completado, o no, la medición de la rueda objeto de la medición. Si
la determinación es negativa, la rutina vuelve a la etapa 122 y se
repiten las etapas de los procesos 122 a 126 en ciclos
comparativamente cortos. La fuerza longitudinal Fx y la fuerza
lateral Fy generadas por la rueda objeto de la medición al girar
sobre la superficie de arrastre del neumático 36 se miden de este
modo en ciclos comparativamente cortos y los resultados se
almacenan en secuencia hasta que la determinación en la etapa 126
sea afirmativa.
Cuando se reúnen unas determinadas condiciones,
tales como el paso de un tiempo determinado, o la realización de un
número determinado de giros del neumático, o la cantidad de datos de
medición almacenados en la memoria ha alcanzado un número
determinado (dichas condiciones se establecen de tal manera que la
medición de la fuerza longitudinal Fy y la fuerza lateral Fx
durante el periodo en el que la rueda asciende a una parte en
resalte hasta que desciende de la misma, se ha producido por lo
menos una vez), la determinación de la etapa 126 es afirmativa y la
rutina pasa a la etapa 128. En la etapa 128, se efectúa la
determinación de si el anterior proceso se ha realizado, o no, para
todas las 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 objeto de medición.
Cuando el proceso ha sido realizado para todas
las ruedas del vehículo y se han recogido todos los datos de cada
rueda, se efectúa una determinación afirmativa en la etapa 128. En
la etapa 130, se libera el bloqueo de las ruedas por la placa de
fijación 64 y la rutina pasa a la etapa 132. En la etapa 132, se
calcula para cada una de las ruedas la dirección de regulación del
ángulo de convergencia (es decir, si la rueda precisa cerrar o abrir
la convergencia). El cálculo para cada rueda se realiza de la forma
siguiente.
En primer lugar, se recaban los valores de la
pluralidad de mediciones de la fuerza longitudinal Fx y de la
fuerza lateral Fy de la rueda que se procesa de todas las mediciones
acumuladas y almacenadas en los medios de almacenamiento. A
continuación, para la pluralidad de valores obtenidos de la fuerza
longitudinal Fx se calcula la primera derivada con respecto al
tiempo (dFx/dt: régimen de cambio de la fuerza longitudinal Fx).
Obsérvese que si se llevan a un gráfico en un eje de tiempos los
datos de la primera derivada con respecto al tiempo de la fuerza
longitudinal (dFx/dt) determinada por el cálculo, un ejemplo de la
forma de la curva resultante es la que se representa por la línea
continua fina de la Fig. 2.
A continuación, a partir de los datos (serie de
datos) del valor de la primera derivada (dFy/dt) de la fuerza
longitudinal, se extraen los datos (serie de datos) correspondientes
a cuando la rueda pasa sobre el escalón (es decir, se extraen los
datos (serie de datos) cuando la rueda asciende al escalón y los
datos (serie de datos) cuando la rueda desciende del escalón). Como
puede apreciarse claramente en la Fig. 2, como el neumático se
deforma grandemente cuando pasa sobre el escalón, aparece un dibujo
característico en los datos del valor de la primera derivada
(dFx/dt) en el cual se producen en secuencia dos grandes variaciones
de sentido, es decir una gran variación en sentido positivo y una
gran variación en sentido negativo con una determinada amplitud o
superior. Además, cuando la rueda asciende 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 asciende el escalón y
desciende del escalón puede conseguirse de la manera siguiente. Por
ejemplo, los datos del valor absoluto sobre un valor predeterminado
se extraen de los datos del valor de la primera derivada de la
fuerza longitudinal (dF/dt) y estos datos extraídos se toman como
datos de máximo o en la proximidad del máximo 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 característica para la bajada del escalón se produce en
los datos (serie de datos) obtenidos a partir la medición dentro de
un periodo predeterminado que incluye los datos, entonces esos datos
(serie de datos) se toman como los datos para cuando la rueda
asciende el escalón o cuando la rueda desciende del escalón.
Después, a partir de los datos extraídos de
cuando la rueda pasa por el escalón según el proceso anterior, se
determina el momento en que el valor (el valor absoluto) de la
primera derivada de la fuerza longitudinal, después de que se han
presentado las dos grandes variaciones que forman la representación
característica del cambio, se encuentra en el valor mínimo (es
decir, el tiempo en que el valor absoluto de la fuerza longitudinal
se encuentra en el valor máximo, esto es, el momento indicado por
P_{1} en la Fig. 2). Concretamente, los datos del límite en donde
cambia la polaridad (positiva o negativa) del valor de la primera
derivada de la fuerza longitudinal (los datos, para el punto en
secuencia de tiempos, en donde la polaridad de los datos anteriores
es diferente de la polaridad de los datos subsiguientes) se extraen
de los datos (serie de datos) descritos anteriormente, por ejemplo.
El momento determinado para estos datos se determina como el momento
en que el valor (valor absoluto) de la primera derivada de la
fuerza longitudinal se encuentra en su mínimo. Este momento
corresponde al primer momento descrito en el sexto aspecto de la
presente invención.
A continuación, a partir de los datos
correspondientes a cuando la rueda desciende el escalón, se
determina el momento en que (el valor absoluto de) la primera
derivada de la fuerza longitudinal, después de que se ha producido
la primera de las dos grandes variaciones que forman la
representación característica del cambio, se encuentra en su valor
mínimo (es decir, el momento en que el valor absoluto de la fuerza
longitudinal está en su máximo - esto es, el punto indicado por
P_{2} en la Fig. 2), de la misma manera que el primer momento.
Este momento corresponde al segundo momento descrito en el sexto
aspecto de la presente invención.
A continuación, de los valores de las mediciones
de la fuerza lateral Fy tomados de los medios de almacenamiento se
extraen los valores de las mediciones de la fuerza lateral Fy
medidos dentro del periodo entre el primer momento y el segundo
momento (correspondientes al periodo predeterminado de la presente
invención) y se calcula el valor de la primera derivada con respecto
al tiempo (dFy/dt: el régimen de cambio de la fuerza lateral Fy).
Obsérvese, a este respecto, que si se llevan a un eje de tiempos los
datos del valor de la primera derivada de la fuerza lateral (dFy/dt)
determinados por el cálculo, un ejemplo de la curva resultante se
representa en trazo grueso en 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 los
cuadrados de la primera derivada de la fuerza lateral (dFy/dt) para
hallar la energía de la variación de la fuerza lateral Fy (véase la
siguiente fórmula).
E=\Sigma
(dFy/dt)^{2}
Se calcula después el sentido de la regulación
del ángulo de convergencia requerido para reducir la energía de la
variación de la fuerza lateral (esto es, si precisa regularse la
rueda abriendo o cerrando la convergencia) sobre la base de la
energía calculada de la variación de la fuerza lateral Fy (la suma E
de los cuadrados del valor de la primera derivada de la fuerza
lateral).
Obsérvese que el ángulo de convergencia óptimo es
el ángulo que corresponde al valor mínimo de la suma E de los
cuadrados (la energía de la variación de la fuerza lateral). Sin
embargo, para obtener el ángulo de convergencia en el cual la suma E
de los cuadrados es mínima, es necesario efectuar repetidamente la
medición de la fuerza longitudinal Fx (o la carga Fz) y la fuerza
lateral Fy mientras se cambia en ángulo de convergencia. Además,
puede ser difícil, en ciertos casos, determinar el sentido en que
debe regularse al ángulo de convergencia a partir de la suma E de
los cuadrados obtenidos de una sola medición. Por consiguiente, es
preferible calcular el sentido de la regulación del ángulo de
convergencia utilizando la suma S de los valores de la primera
derivada (véase la fórmula siguiente) conjuntamente con la suma E de
los cuadrados.
S=\Sigma
(dFy/dt)
El ángulo de convergencia en el cual la suma
anterior es mínima S=0, no siempre coincide con el ángulo en que la
suma E es mínima. Sin embargo, ambos valores son muy próximos. Por
tanto, calculando el sentido de la regulación del ángulo de
convergencia en combinación con la suma S de los valores de la
primera derivada de la fuerza lateral (por ejemplo, determinando el
sentido de la regulación del ángulo de convergencia a partir de la
suma S cuando la regulación del ángulo de convergencia no puede
determinarse a partir de la suma E de los cuadrados), el número de
mediciones de la fuerza longitudinal Fx (o de la carga Fz) y la
fuerza lateral Fy puede reducirse. En la etapa 132, se determina el
sentido de la regulación del ángulo de convergencia de cada rueda
siguiendo los procesos descritos anteriormente.
En la etapa siguiente 134, se visualizan en la
unidad de presentación 82 la energía calculada de la variación de
la fuerza lateral Fy (la suma E de los cuadrados de los valores de
la primera derivada de la fuerza lateral), y el sentido de la
regulación del ángulo de convergencia para cada rueda, y el proceso
queda temporalmente completado. Esto permite al operador determinar,
sobre la base de la información visualizada en la unidad de
presentación 82, si es preciso, o no, regular el ángulo de
convergencia de cada rueda y, si es preciso realizarlo, en que
sentido debe hacerlo y en que cuantía.
Después de que el operador ha regulado el ángulo
de convergencia de cada una de las ruedas del vehículo 20, si se
precisa comprobar de nuevo el ángulo de convergencia, se da la orden
de repetir el proceso de medición de ruedas descrito.
Subsiguientemente, se realiza de nuevo de la forma que se ha
descrito la determinación de si, después de la regulación realizada,
la alineación de ruedas es apropiada sobre la base de las fuerzas
longitudinal y lateral. Con este procedimiento, la alineación de
ruedas del vehículo 20 puede regularse de forma apropiada de tal
manera que, cualquiera que sea el tipo de neumático aplicado al
vehículo 20, puede conseguirse un alto grado de estabilidad de
marcha sobre superficie real de carretera, según las características
del neumático, y mejorarse la resistencia al desgaste
unilateral.
Además, como se emplea para el dispositivo de
medición de la alineación de ruedas una combinación de dispositivo
de arrastre del neumático 18, el dispositivo elevador principal 10
para la elevación del vehículo 20 horizontalmente, y un segundo
dispositivo elevador 14 para la elevación únicamente de la
carrocería del vehículo 20, el dispositivo puede utilizarse también
fácilmente para el cambio de los neumáticos del vehículo en
operaciones de mantenimiento.
Obsérvese que en la descripción desarrollada, se
miden la fuerza longitudinal Fx y la fuerza lateral Fy y se
determina el tiempo predeterminado sobre la base de la transición
del régimen de cambio de la fuerza longitudinal Fx (el valor de la
primera derivada de la fuerza longitudinal dFx/dt), y después se
calcula la energía de la variación de la fuerza lateral Fy dentro
del tiempo predeterminado. Sin embargo, la presente invención no se
limita a esto. Como aparece claro si se comparan las Figs. 2 y 3, el
régimen de cambio de la carga Fz (la primera derivada del valor de
la carga dFz/dt) cuando la rueda pasa en secuencia el ascenso al
escalón y el descenso del mismo cambia de la misma forma que el
régimen de cambio de la fuerza longitudinal Fx (a excepción de que
se invierten los caracteres positivo y negativo de la variación).
Por tanto, es posible disponer un sensor de fuerza con una
estructura capaz de medir tanto la fuerza en dirección del eje de
giro de la pista sin fin 34 (la fuerza lateral Fy) como la fuerza
en dirección ortogonal ambas, la dirección del eje de giro y a la
dirección del giro (la carga Fz), para la medición de la carga Fz en
vez de la fuerza longitudinal Fx, para obtener el periodo
predeterminado sobre la base de la transición del régimen de cambio
en la carga Fz, y calcular la energía de la variación de la fuerza
lateral Fy dentro del periodo predeterminado.
Además, la explicación expuesta anteriormente es
para cuando se utiliza un sensor de fuerza para detectar la fuerza
en dos direcciones (la fuerza longitudinal Fx o la carga Fz, y la
fuerza lateral Fy). 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, por ejemplo, la fuerza
longitudinal Fx y la carga Fz, es posible disponer un sensor de
fuerza con una estructura capaz de medir la fuerza en tres
direcciones (la fuera longitudinal Fx, la fuerza lateral Fy y la
carga Fz) y utilizar dicho sensor para la medición de la fuerza
longitudinal Fx, la fuerza lateral, Fy y la carga Fz.
Por otra parte, la explicación dada anteriormente
es para cuando, sobre la base de la transición del régimen de
cambio de la fuerza longitudinal (o de 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 causado
por la deformación del neumático cuando la rueda asciende a un
resalte vuelve al valor mínimo después de alcanzar un valor
predeterminado o superior (el momento indicando por P_{1} en las
Figs. 2 y 3), y el segundo momento, que es cuando el régimen de la
fuerza longitudinal o de la carga causado por la deformación del
neumático cuando la rueda desciende del resalte vuelve al mínimo
después de alcanzar un valor predeterminado o superior (el momento
indicado por P_{2} en las Figs. 2 y 3) y se calcula la energía de
la variación de la fuerza lateral dentro del periodo determinado
desde el primer momento hasta el segundo. Sin embargo, basta que el
periodo para el cálculo de la energía de la variación de la fuerza
lateral (el periodo predeterminado de la presente invención) incluya
el tiempo desde que el neumático se deforma al ascender al escalón
hasta que gira y retorna sustancialmente a su estado normal. En
consecuencia, el periodo para el cálculo de la energía de la
variación de la fuerza lateral no se limita al periodo descrito
anteriormente, y el segundo momento del periodo predeterminado puede
determinarse como el momento cuando, por ejemplo, la parte del
borde anterior de la superficie de contacto con el suelo del
neumático deja de estar en contacto con la superficie en resalte
(esto es, el momento correspondiente a que el máximo del valor de
la primera derivada de la fuerza longitudinal o la fuerza lateral
supere a un valor predeterminado inmediatamente anterior al punto
P_{2} de las Figs. 2 y 3), y la energía del cambio de la fuerza
lateral calculada para este periodo.
Además, según la presente invención, basta con
por lo menos la energía de la variación de la fuerza lateral
durante el periodo desde que el neumático se deforma al pasar la
rueda sobre el escalón (preferiblemente la subida al escalón) hasta
que gira y vuelve a su estado normal. Debido a esto, en lugar de
medir la fuerza longitudinal Fx o la carga Fz, es posible detectar
el momento 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 dada es aplicable también a un
ejemplo en el cual se forman un escalón de subida y un escalón de
bajada sobre una superficie de arrastre del neumático disponiendo un
resalte 38 sobre las secciones de placa 32 que forman la superficie
de arrastre del neumático descrita anteriormente. Sin embargo, la
presente invención no se limita a esto, y el escalón puede formarse
sobre la superficie de arrastre del neumático alterando, por
ejemplo, el espesor de una parte de las secciones de placa 32, como
se representa en la Fig. 14. En el dispositivo de arrastre del
neumático representado en la Fig. 14, mirando desde la dirección en
que gira la rueda sobre la superficie de arrastre del neumático (la
dirección opuesta a aquella en que gira la pista sin fin 34, es
decir, la dirección opuesta a la que indica la flecha 13 de la Fig.
14), existen cuatro secciones de placa 32A-32D que
están formadas y dispuestas de forma continua en la dirección del
giro de tal manera que la altura de la superficie de arrastre se
eleva bruscamente y después retorna gradualmente a la altura
original. Se forma un escalón (correspondiente al escalón descrito
en el tercer aspecto de la presente invención) entre las secciones
de placa normales 32 que están situadas corriente abajo de la
sección de placa 32A en la dirección en que gira la pista sin fin y
la sección de placa 32A (las superficies superiores de las secciones
de placa 32A-32D corresponden a la superficie en
resalte descrita ene el tercer aspecto de la presente invención).
En este caso, la rueda que gira sobre la superficie de arrastre del
neumático solamente sube el escalón. Sin embargo, como el cambio en
la energía de la variación de la fuerza lateral debido al ángulo de
la rueda es superior cuando la rueda sube el escalón, aunque se
utilice el dispositivo de arrastre del neumático con la estructura
representada en la Fig. 14, la alineación de ruedas puede regularse
con precisión según el ángulo de rueda apropiado.
En el ejemplo que se expone en la explicación
anterior, se hallaba un motor montado en la parte exterior del
dispositivo de arrastre el neumático. Sin embargo, también puede
disponerse un rodillo incorporado con el motor acoplado en el
interior del rodillo de arrastre.
El ejemplo dado en la explicación anterior
también se describía una pista sin fin 34 que presentaba una
superficie de arrastre formada a partir de secciones de placa 32
conectadas. Sin embargo, la presente invención no se limita a ello,
y pueden utilizarse otras varias estructuras. Por ejemplo, como se
ilustra en la Fig. 15A, puede utilizarse como superficie de arrastre
del neumático la superficie exterior de un rodillo de gran diámetro
86 estando situado en la superficie exterior del rodillo de gran
diámetro 86 un resalte plano 88 de manera que forme un escalón, o,
como se ilustra en Fig. 15B puede utilizarse la superficie exterior
de una cinta sin fin 90 como superficie de arrastre del neumático,
y fijas a la superficie de exterior del mismo unos resaltes planos
92. Alternativamente, como se ilustra en la Fig. 15C, puede formarse
una cinta sin fin 94 que presente un espesor que aumenta o
disminuye de forma progresiva según un régimen sustancialmente
constante de cambio en dirección circunferencial y presenta una
posición predeterminada en dirección circunferencial sobre la
superficie exterior en donde el espesor cambia bruscamente, de tal
manera que al igual que en el dispositivo de arrastre del neumático
de la Fig. 14, la superficie de arrastre del neumático y el escalón
96 (es decir la parte en donde cambia bruscamente el espesor) están
constituidos de forma integral. Obsérvese que la presente invención
no se limita al número o forma de resaltes o escalones descritos de
los ejemplos citados anteriormente, y éstos pueden variarse de la
forma más apropiada siempre que no resulten dificultadas las
operaciones y efectos de la presente invención.
En la explicación precedente, un vehículo y una
superficie de arrastre del neumático giran relativamente entre sí
mediante el giro de la superficie de arrastre del neumático (la
superficie que hace girar la rueda) la rueda gira sobre la
superficie de arrastre del neumático. Sin embargo, la presente
invención no se limita a esto, y puede utilizarse el procedimiento
siguiente. Se sitúa por lo menos un resalte sobre una superficie de
carretera. Se fijan al vehículo unos sensores para la detección de
la fuerza longitudinal, o la carga, y la fuerza lateral generada en
el neumático cuando el coche es conducido de tal manera que las
ruedas pasan sobre el resalte situado en la carretera. Se regula
entonces el ángulo de ruedas sobre la base de los resultados de las
mediciones de la fuerza longitudinal, o la carga, y la fuerza
lateral detectadas por los sensores fijos al vehículo. También es
posible, en vez de situar resaltes sobre la superficie de la
carretera, establecer una superficie de giro de rueda disponiendo,
sobre dicha superficie, unas ranuras rectangulares de fondo plano.
En este caso, si la dimensión de la abertura de las ranuras es lo
suficiente para que la rueda gire sobre el fondo de la ranuras,
entonces el borde de la misma actúa como escalón permitiendo que se
regule el ángulo de rueda de la misma forma que cuando se montan
los resaltes en la superficie de la carretera. Los aspectos primero
y segundo de la presente invención incluyen dentro de su alcance las
formas de realización anteriores.
En la explicación precedente, el neumático se
deforma al girar la rueda sobre una superficie de giro que presenta
un escalón formado sobre la misma, y a continuación se mide la
fuerza lateral generada en el neumático. Sin embargo, la presente
invención no se limita a ello, en un vehículo de cuatro o más
ruedas, al cambiar la posición de una de ellas en dirección
sustancialmente vertical con respecto a las ruedas restantes, cambia
la carga que actúa sobre cada rueda del vehículo y se produce una
deformación en el neumático. Por consiguiente, desplazando, por
ejemplo, la rueda que debe medirse en dirección sustancialmente
vertical de tal manera que cambie la carga que actúa sobre la
misma, se deforma el neumático de dicha rueda sin disponer un
escalón y pueden medirse la fuerza lateral y la carga generada en
el neumático.
El desplazamiento del neumático en dirección
sustancialmente vertical se consigue, tal como se representa en la
Fig. 16, disponiendo una estructura en la cual existen unas levas 78
dispuestas bajo el dispositivo de arrastre del neumático 18 de tal
manera que se encuentran en contacto con dicho dispositivo de
arrastre del neumático 18 y el dispositivo de arrastre del
neumático está soportado por las levas 78, y a continuación se hace
girar las levas 78 de tal manera que el dispositivo de arrastre del
neumático 18 se eleve y descienda. En esta estructura, cuando giran
las levas 78 hacia la posición representada por líneas de trazos en
la Fig. 16, las ruedas se desplazan hacia arriba en dirección
sustancialmente vertical a través del dispositivo de arrastre del
neumático 18, produciéndose su deformación. Sin embargo, con objeto
de medir con precisión variación de la fuerza lateral (y la carga)
generada en el neumático, es necesario que el giro de las levas se
produzca dentro de un tiempo relativamente corto para determinar
que la carga que actúa sobre la rueda cambie en un valor
determinado o superior dentro de un tiempo predeterminado. Además,
en este caso, como apenas existe cambio en la fuerza longitudinal,
también es posible medir la carga generada en el neumático durante
un cierto período que incluye el momento en que la levas giran y un
cierto tiempo antes y después de este momento, y los resultados de
la medición de la carga se comparan con la carga generada en el
neumático cuando el mismo se encuentra sustancialmente en estado
normal (el valor de carga de referencia). El período en el que
existe una diferencia entre el valor de referencia y el valor
medido, se determina como el período para el cálculo de la energía
de variación en la fuerza lateral (el período predeterminado). Este
aspecto corresponde a los aspectos séptimo y octavo de la presente
invención.
Además, se obtiene el valor de la suma E de los
cuadrados del régimen de cambio de la fuerza lateral Fy dentro de
un período predeterminado (el valor de la primera dedicada dFy/dt)
como la energía de la variación de la fuerza lateral dentro de un
período predeterminado. Sin embargo, la presente invención no se
limita a ello. Por ejemplo, como la energía de la variación de la
fuerza lateral: puede obtenerse la suma de los valores absolutos de
la primera derivada de la fuerza lateral Fy dentro del período
predeterminado (=\Sigma | dFy/dt |); la suma de los valores de la
segunda derivada de la fuerza lateral Fy dentro del periodo
predeterminado (=\Sigma d^{2}Fy/dt^{2}); la suma de los
cuadrados de los valores de la segunda derivada de la fuerza
lateral Fy dentro del período predeterminado (=\Sigma
(d^{2}Fy/dt^{2})^{2}); la suma de los valores
absolutos de la segunda derivada de la fuerza lateral Fy dentro del
período predeterminado (=\Sigma | d^{2}Fy/dt^{2}|); la suma
del valor de la derivada de tercer orden del fuerza lateral Fy
dentro del periodo predeterminado (=d^{3}FY/dt^{3}); la suma de
los cuadrados de los valores de la derivada de tercer orden de la
fuerza lateral Fy dentro del período predeterminado (=\Sigma
(d^{3}Fy/dt^{3})^{2}), etcétera, y puede usarse un
valor físico arbitrario correspondiente a la energía de la
variación en la fuerza lateral.
En la explicación dada anteriormente, el ángulo
de convergencia se regula para cada rueda por un operador sobre la
base de la dirección de regulación del ángulo que aparece en la
unidad de presentación 82. Sin embargo, la presente invención no se
limita a esto. En general, las ruedas directrices de un vehículo
están estructuradas de tal manera que puede regularse el ángulo de
convergencia. Sin embargo existen también vehículos que no están
estructurados de forma que puede regularse el ángulo de convergencia
para cada rueda aparte de las directrices, y existen también otros
vehículos que están estructurados de tal manera que no sólo no puede
regularse el ángulo de convergencia para cada rueda distinta de las
directrices, sino que tampoco puede regularse el ángulo de
convergencia de cada eje. En casos como éste, es posible regular el
ángulo entre el eje y la carrocería del vehículo sobre la base de
la información que aparece en la unidad de presentación 82 de tal
manera que la energía de la variación de la fuerza lateral generada
en el neumático dentro de un período predeterminado según la
presente invención, se haga sustancialmente igual para cada par de
ruedas montadas en un mismo eje.
El dispositivo elevador principal 10 y el segundo
dispositivo elevador 14 del dispositivo de medición de la
alineación de ruedas pueden presentar también una estructura
integrada. Además el dispositivo para la medición del alineación de
ruedas puede estar estructurado de manera que presente dispositivo
de arrastre de rueda 18 montado en un mecanismo giratorio que es
capaz de girar en torno a un eje vertical y puede presentar el
ángulo de giro o enviar dicho ángulo en forma de señal. En este
caso, repitiendo en secuencia un proceso de giro de la rueda
mediante la utilización del dispositivo de arrastre del neumático 18
y recogiendo los datos, y un proceso de giro del dispositivo
giratorio (esta acción equivale a cambiar el ángulo de convergencia
de la rueda), se hace posible, sobre la base de los datos
recogidos, conseguir un valor óptimo del ángulo de convergencia con
independencia del sentido hacia el que debe regularse el ángulo de
convergencia.
Si el vehículo que se ha de regular tiene
regulación del ángulo de caída, es posible regular este ángulo
dentro del intervalo determinado por las especificaciones del
proyecto. Para regular el ángulo de caída, es preferible utilizar
un dispositivo convencionalmente conocido de medición la alineación
o un dispositivo de medición del ángulo en combinación con el
dispositivo de medición del alineación de ruedas antes descrito,
puesto que de este modo puede mejorarse la eficiencia del
trabajo.
La explicación dada anteriormente es un ejemplo
en el cual se utilizan dos pares de superficies de arrastre del
neumático. Sin embargo, es posible utilizar sólo un par de
superficies de arrastre del neumático y regular únicamente la
alineación de las ruedas directrices o regular la alineación para
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 un vehículo y una
superficie de giro de la rueda se desplazan relativamente entre sí
de tal manera que la rueda del vehículo que debe regularse con un
neumático montado en la misma gira en la dirección de avance del
vehículo sobre la superficie de giro de la rueda produciéndose una
deformación en el neumático, y se mide la fuerza lateral generada en
el neumático de la rueda, y
se regula el ángulo de la rueda de tal manera que
la energía de la variación de la fuerza lateral generada en el
neumático durante un período predeterminado que incluye desde el
momento en que el neumático se deforma hasta que el neumático gira y
vuelve sustancialmente a su estado normal, se encuentra dentro de un
intervalo predeterminado que incluye el valor mínimo de la energía
de la variación de la fuerza lateral, calculándose la energía de la
variación de la fuerza lateral como: \Sigma
(d^{2}Fy/dt)^{2}, \Sigma |dFy/dt|, \Sigma
d^{2}Fy/dt^{2}, \Sigma (d^{2}Fy/dt^{2})^{2},
\Sigma |d^{2}Fy/dt^{2}|, \Sigma d^{3}Fy/dt^{3}, ó
\Sigma (d^{3}Fy/dt^{3})^{2}, siendo dFy/dt el régimen
de cambio de la fuerza lateral Fy.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que la superficie de giro de la rueda presenta un escalón de altura
predeterminada formado sobre la misma de tal manera que la rueda
pasa sobre el escalón, y se mide la fuerza lateral generada en el
neumático de la rueda, y
se regula el ángulo de rueda de tal manera que la
energía de la variación de la fuerza lateral generada en el
neumático durante un período predeterminado que incluye desde el
momento en que el neumático se deforma al pasar la rueda sobre el
escalón hasta que el neumático gira y retorna sustancialmente a su
estado normal, se encuentra dentro de un intervalo predeterminado
que incluye el valor mínimo de la variación de la energía de la
fuerza lateral.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que la superficie de giro de la rueda presenta un escalón de altura
predeterminada formado sobre la misma de tal manera que la rueda
pasa sobre el escalón y se mide por lo menos una de entre la fuerza
longitudinal o la carga generada en el neumático y la fuerza lateral
generada en el neumático de la rueda,
se determina un período predeterminado que
incluye el momento en que el neumático se deforma al pasar la rueda
sobre el escalón hasta que el neumático gira y vuelve
sustancialmente a su estado normal sobre la base de los resultados
de la medición de por lo menos una de entre la fuerza longitudinal o
la carga, y
se regula el ángulo de la rueda de tal manera que
la energía de la variación de la fuerza lateral generada en el
neumático durante el período predeterminado se encuentra dentro de
un intervalo determinado que incluye el valor mínimo de la energía
de la variación de la fuerza lateral.
4. Procedimiento según las reivindicaciones 2 ó
3, en el que la superficie de giro de la rueda comprende:
una superficie de base; y
una superficie en resalte que está situada en el
lado corriente abajo de la superficie de base en la dirección en la
que gira la rueda, y cuya altura, por lo menos en la posición en la
que está formado el escalón por la superficie de base y la
superficie en resalte es mayor que la superficie de base en un valor
predeterminado.
5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el
que la superficie en resalte es una superficie superior de un
resalte en forma sustancialmente plana cuya altura es de un valor
predeterminado por encima de la superficie de base, y
la parte en resalte se forma de tal manera que la
superficie en resalte se extiende en una longitud suficiente en la
dirección del desplazamiento relativo del vehículo y la superficie
de giro de la rueda para que ambos extremos de la parte de contacto
con el suelo del neumático en la dirección del movimiento relativo
se encuentren en contacto con la superficie en resalte cuando la
rueda pasa sobre la superficie en resalte.
6. Procedimiento según la reivindicación 2 ó 3,
en el que la superficie de giro de la rueda es la superficie
exterior periférica de una pista sin fin que es accionada para
girar, y el escalón se encuentra situado en por lo menos una
posición sobre la superficie de giro de la rueda a lo largo de la
dirección en la cual gira la pista sin fin, y
la rueda del vehículo que debe regularse se
coloca sobre la superficie de giro de la rueda y la pista sin fin es
accionada para girar de tal manera que la rueda del vehículo que
debe regularse gira, produciéndose así el desplazamiento relativo
del vehículo y la superficie de giro de la rueda.
7. Procedimiento según la reivindicación 5, en
el que el período predeterminado se determina que sea un período
desde un momento primero a un momento segundo, siendo el momento
primero cuando el régimen de cambio de por lo menos una de entre la
fuerza longitudinal o la carga al subir la rueda sobre la superficie
en resalte deformándose el neumático se reduce al mínimo después de
cambiar a un valor predeterminado o superior, el segundo momento es
cuando el régimen de cambio de por lo menos una de entre la fuerza
longitudinal o la carga se reduce al mínimo después de cambiar a un
valor predeterminado o superior, o cuando el extremo anterior de la
parte de contacto con el suelo del neumático en dirección del
desplazamiento relativo pierde el contacto con la superficie en
resalte al girar el neumático sobre la superficie en resalte y
descender la rueda de la superficie en resalte deformándose el
neumático de la rueda.
8. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que en la rueda de un vehículo que debe regularse con el neumático
montado a la misma gira sobre una superficie de giro de la rueda en
la dirección de avance del vehículo,
se cambia una carga que actúa sobre el vehículo
en un valor predeterminado o superior dentro de un período
predeterminado, y se mide la fuerza lateral generada en el neumático
de la rueda, y
se regula el ángulo de la rueda de tal manera que
la energía de la variación de la fuerza lateral generada en el
neumático durante un periodo predeterminado que incluye el momento
desde el que el neumático de la rueda se deforma con un cambio en la
carga hasta que el neumático gira y vuelve sustancialmente a su
estado normal, se encuentra dentro de un intervalo predeterminado
que incluye el valor mínimo de la energía de la variación.
9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el
que la superficie de giro de la rueda es una superficie
sustancialmente plana, y
el vehículo y la superficie de giro de la rueda
giran relativamente entre sí de tal manera que la rueda gira sobre
la superficie de giro de la rueda, la carga que actúa sobre la rueda
se cambia por desplazamiento de la rueda en dirección
sustancialmente vertical a través de la superficie de giro de las
rueda, y se miden la carga y la fuerza lateral generada en el
neumático de la rueda, y
se determina el período predeterminado por
comparación de los resultados de la medición de la carga con la
carga generada en el neumático cuando el neumático de la rueda se
encuentra sustancialmente en el estado normal.
10. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1, 2, 3 y 8, en el que se efectúa una pluralidad de
mediciones de la fuerza lateral en un período para la medición de la
fuerza lateral, y
se determina la energía de la variación de la
fuerza lateral generada en el neumático de la rueda dentro del
período predeterminado mediante el cálculo y suma de, sobre la base
de la fuerza lateral medida en cada medición dentro del periodo
predeterminado, por lo menos una del cuadrado 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
el cuadrado del valor de la segunda derivada del fuerza lateral, o
el valor absoluto de la segunda derivada de la fuerza lateral, o el
valor de la derivada de tercer orden de la fuerza lateral, o el
cuadrado del valor de la derivada de tercer orden de la fuerza
lateral.
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