ITMI20070352A1

ITMI20070352A1 - WHEEL ALIGNMENT DEVICE EQUIPPED WITH MEANS OF MEASURING THE CORNERS OF THE STEERING

Info

Publication number: ITMI20070352A1
Authority: IT
Inventors: Luca Corti; Giancarlo Torri
Original assignee: Cemb S P A
Priority date: 2007-02-23
Filing date: 2007-02-23
Publication date: 2008-08-24

Description

Il presente trovato ha come oggetto un dispositivo per l'allineamento di ruote e di rotanti in genere che è dotato di particolari mezzi per la misura della sterzata. The present invention relates to a device for aligning wheels and rotating wheels in general which is equipped with particular means for measuring steering.

Un dispositivo di allineamento ruote viene comunemente utilizzato per misurare, confrontare con dati di riferimento e regolare gli angoli caratteristici delle ruote di autoveicoli, in particolare la campanatura e la convergenza. Il dispositivo di allineamento ruote viene anche utilizzato per misurare, confrontare con dati di riferimento e regolare gli angoli caratteristici dello sterzo degli autoveicoli, in particolare l'incidenza (detta Caster) , l'inclinazione dell'asse di sterzata (SAI - Steering Axis Inclination) e la divergenza in curva (TOOT - Toe Out On Turns). A wheel alignment device is commonly used to measure, compare with reference data and adjust the characteristic angles of automotive wheels, especially camber and toe. The wheel alignment device is also used to measure, compare with reference data and adjust the characteristic angles of the steering of vehicles, in particular the incidence (called Caster), the inclination of the steering axis (SAI - Steering Axis Inclination ) and the divergence in the curve (TOOT - Toe Out On Turns).

La corretta regolazione di questi angoli è fondamentale per un viaggio sicuro, con bassi consumi e con bassa usura delle gomme. Correct adjustment of these angles is essential for a safe journey, with low fuel consumption and low tire wear.

Un tipico dispositivo di allineamento ruote comprende in genere quattro bracci di misura, da agganciare tramite opportuni aggrappi alle rispettive ruote, e muniti di sensori ottici per la misura degli angoli relativi fra le ruote e di inclinometri per la misura degli angoli relativi alla direzione della gravità. A typical wheel alignment device generally comprises four measuring arms, to be hooked by means of suitable clamps to the respective wheels, and equipped with optical sensors for measuring the relative angles between the wheels and inclinometers for measuring the angles relative to the direction of gravity. .

Un tipico dispositivo di allineamento ruote è ulteriormente dotato di un'unità di calcolo e rappresentazione dati per ricevere ed elaborare i segnali rilevati dai bracci, e di una base di dati aggiornabile dei valori e delle tolleranze degli angoli caratteristici per ogni marca e modello di autoveicolo. A typical wheel alignment device is further equipped with a data calculation and representation unit to receive and process the signals detected by the arms, and an updatable database of the values and tolerances of the characteristic angles for each make and model of vehicle. .

Un tipico dispositivo di allineamento ruote è ulteriormente dotato di due piatti rotanti, su cui posizionare le ruote sterzanti, ed un ponte sollevatore o altra superficie piana, che consente all'operatore l'accesso sotto l'autoveicolo, ad esempio per regolare l'assetto. A typical wheel alignment device is further equipped with two rotating plates, on which to position the steering wheels, and a lift or other flat surface, which allows the operator access under the vehicle, for example to adjust the trim. .

Un dispositivo come quello appena descritto è noto dalla domanda di brevetto italiana n. MI2006A002388, a nome della medesima richiedente, il cui contenuto si ritiene incorporato qui per riferimento. A device such as the one just described is known from the Italian patent application n. MI2006A002388, in the name of the same applicant, the content of which is believed to be incorporated herein by reference.

Le fasi di un'operazione di allineamento ruote sono tipicamente cinque e consistono nella preparazione, runout, misura, sterzata e regolazione. The phases of a wheel alignment operation are typically five and consist of preparation, runout, measurement, steering and adjustment.

Nella fase di preparazione, l'autoveicolo viene posizionato sul ponte sollevatore o su un'altra superficie piana in modo che le ruote sterzanti siano disposte sopra i piatti rotanti, lo sterzo sia dritto e la marcia sia in folle. Gli aggrappi dei bracci vengono quindi agganciati ai cerchioni od alle ruote e i bracci vengono connessi agli aggrappi. In the preparation phase, the vehicle is positioned on the lift or other flat surface so that the steering wheels are arranged above the turntables, the steering is straight and the gear is in neutral. The clamps of the arms are then hooked to the rims or wheels and the arms are connected to the clamps.

Dato che il montaggio manuale degli aggrappi non è sufficientemente preciso per l'applicazione, viene tipicamente eseguita la fase di runout, in cui si effettua una misura dei sensori dei bracci a diversi angoli di rotazione delle ruote. L'elaborazione di queste misure permette di ricavare l'orientazione nello spazio degli assi di rotazione delle ruote o, in altri termini, compensare l'errore di montaggio degli aggrappi, ossia il disallineamento degli assi degli aggrappi rispetto agli assi di rotazione delle ruote. Since the manual assembly of the clamps is not sufficiently precise for the application, the runout phase is typically performed, in which a measurement of the sensors of the arms at different angles of rotation of the wheels is carried out. The elaboration of these measurements allows to obtain the orientation in the space of the rotation axes of the wheels or, in other words, to compensate for the mounting error of the clamps, i.e. the misalignment of the axes of the clamps with respect to the rotation axes of the wheels.

Nella fase di misura, vengono raccolti i segnali dei sensori dei bracci a ruote ferme e dritte. L'elaborazione di queste misure, unitamente all'orientazione degli assi di rotazione delle ruote trovati in precedenza, permette di ricavare gli angoli caratteristici delle ruote dell'autoveicolo. In the measurement phase, the signals of the sensors of the arms with stationary and straight wheels are collected. The elaboration of these measurements, together with the orientation of the rotation axes of the wheels found previously, allows to obtain the characteristic angles of the motor vehicle wheels.

Nella fase di sterzata, la misura dei sensori dei bracci viene effettuata a ruote ferme e sterzate. L'elaborazione di queste misure, unitamente ai dati trovati in precedenza, permette di ricavare gli angoli caratteristici dello sterzo dell'autoveicolo, cioè gli angoli di incidenza o Caster, SAI e TOOT. In the steering phase, the measurement of the arm sensors is carried out with stationary wheels and steered. The elaboration of these measurements, together with the data found previously, allows to obtain the characteristic angles of the vehicle steering, that is the caster, SAI and TOOT angles.

L'angolo di incidenza o Caster è l'angolo fra la verticale e la proiezione dell'asse dello sterzo sul piano formato dalla verticale e l'asse di simmetria (o l'asse di spinta) del veicolo. The caster angle is the angle between the vertical and the projection of the steering axis on the plane formed by the vertical and the axis of symmetry (or thrust axis) of the vehicle.

L'inclinazione dell'asse di sterzata (SAI) è, invece, l'angolo fra la verticale e la proiezione dell'asse dello sterzo sul piano formato dalla verticale e la perpendicolare all'asse di simmetria (o all'asse di spinta) del veicolo. The inclination of the steering axis (SAI) is, on the other hand, the angle between the vertical and the projection of the steering axis on the plane formed by the vertical and the perpendicular to the axis of symmetry (or thrust axis) of the vehicle.

Infine, la divergenza in curva (TOOT) è la differenza fra gli angoli di sterzata delle ruote anteriori, in generale funzione dell'angolo di sterzata, ma per convenzione misurata quando l'angolo di sterzata della ruota interna alla curva è pari a 20° sessagesimali. Finally, the TOOT is the difference between the steering angles of the front wheels, generally a function of the steering angle, but by convention measured when the steering angle of the wheel inside the curve is equal to 20 ° sexagesimal.

Nella fase finale di regolazione, viene aggiustato manualmente l'assetto dell'autoveicolo e vengono misurate e calcolate continuamente le variazioni degli angoli caratteristici, per portare tali angoli all'interno delle tolleranze previste dal costruttore dell'autoveicolo. In the final adjustment phase, the vehicle attitude is manually adjusted and the variations of the characteristic angles are continuously measured and calculated, to bring these angles within the tolerances set by the vehicle manufacturer.

I fattori con cui il mercato valuta un dispositivo di allineamento ruote di autoveicoli sono la velocità di misura, la precisione di misura ed il costo. The factors with which the market evaluates a vehicle wheel alignment device are measurement speed, measurement accuracy and cost.

Una caratteristica dei sistemi a bracci di allineamento ruote noti è il requisito, in fase di sterzata, di sterzare le ruote ad angoli determinati, con una stretta tolleranza, intendendo con "stretta" una tolleranza inferiore ad 1° sessagesimale. A characteristic of known wheel alignment arm systems is the requirement, during the steering phase, to steer the wheels at determined angles, with a tight tolerance, meaning by "tight" a tolerance of less than 1 ° sexagesimal.

Una prima ragione di questo requisito è consentire la semplificazione del calcolo di incidenza ed inclinazione dell'asse di sterzata a partire dalle misure dei bracci, come suggerito da Daniel B. January ed altri in SAE Technical Paper Series 850219, A first reason for this requirement is to allow the simplification of the calculation of the incidence and inclination of the steering axis starting from the measures of the arms, as suggested by Daniel B. January et al. In SAE Technical Paper Series 850219,

Un'altra ragione del requisito di stretta tolleranza è consentire la correttezza della misura della divergenza in curva all'angolo di sterzata convenzionale di 20°, Another reason for the tight tolerance requirement is to allow for correctness of the cornering divergence measurement at the conventional 20 ° steering angle,

La stretta tolleranza penalizza, tuttavia, la velocità di misura perché costringe l'operatore sia a rallentare il movimento dello sterzo, sia a muovere lo sterzo avanti e indietro nel caso in cui, come spesso accade, l'operatore sterzi eccessivamente, fino ad uscire dalla tolleranza. Inoltre, la stretta tolleranza talvolta costringe l'operatore a centrare la tolleranza quattro volte invece che due, poiché la divergenza in curva può essere così grande da non consentire ad entrambe le ruote di essere contemporaneamente in tolleranza. However, the strict tolerance penalizes the measurement speed because it forces the operator to both slow down the movement of the steering wheel and to move the steering back and forth in the event that, as often happens, the operator steers excessively, until he exits. by tolerance. In addition, the tight tolerance sometimes forces the operator to center the tolerance four times instead of two, as the divergence in cornering can be so large that it does not allow both wheels to be in tolerance at the same time.

Inoltre, la tolleranza stretta penalizza la precisione di misura perché, essendo difficile da centrare, in genere si trascura di obbligare l'operatore a recuperare i giochi dello sterzo, come andrebbe invece correttamente fatto. Furthermore, the tight tolerance penalizes the measurement accuracy because, being difficult to center, the operator generally neglects to force the operator to recover the steering clearance, as it should be done correctly.

Compito precipuo del presente trovato è quello ovviare agli inconvenienti della tecnica nota, escogitando mezzi di misura della sterzata in grado di velocizzare la fase di sterzata della procedura di allineamento delle ruote di un autoveicolo, senza penalizzare la precisione ed il costo. The aim of the present invention is to obviate the drawbacks of the known art, by providing means for measuring the steering capable of speeding up the steering phase of the procedure for aligning the wheels of a motor vehicle, without penalizing precision and cost.

Nell'ambito del compito sopra esposto, uno scopo particolare del trovato -è di evitare i rallentamenti per il centraggio della tolleranza, e la necessità di acquisizione delle misure in più di due posizioni. Within the scope of the above aim, a particular object of the invention is to avoid slowdowns due to centering of the tolerance, and the need to acquire the measurements in more than two positions.

Un altro scopo è di aumentare la precisione di misura vincolando l'operatore a recuperare i giochi dello sterzo, senza penalizzare eccessivamente la velocità di esecuzione. Another object is to increase the measurement accuracy by constraining the operator to recover the steering clearance, without excessively penalizing the speed of execution.

Ancora un altro scopo è di permettere 1'implementazione dei mezzi per la misura di sterzata in un qualunque dispositivo di allineamento a bracci. Still another object is to allow the implementation of the steering measurement means in any arm alignment device.

Non ultimo scopo del trovato è quello di realizzare un dispositivo di allineamento che sia di elevata affidabilità, di relativamente facile realizzazione e a costi competitivi. Not least object of the invention is to provide an alignment device which is highly reliable, relatively easy to manufacture and at competitive costs.

Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un dispositivo di allineamento di ruote di veicoli secondo il trovato, il quale comprende: bracci di misura fissati a rispettive ruote di un veicolo tramite adeguati aggrappi e comprendenti sensori ed emettitori disposti in modo da misurare angoli relativi fra le ruote e angoli delle ruote rispetto alla gravità, detti angoli comprendendo almeno campanatura ( γ ) e livello ( λ ); This aim, as well as these and other objects which will become clearer hereinafter, are achieved by a vehicle wheel alignment device according to the invention, which comprises: measuring arms fixed to respective wheels of a vehicle by means of suitable clamps and comprising sensors and emitters arranged to measure relative angles between the wheels and angles of the wheels with respect to gravity, said angles including at least camber (γ) and level (λ);

un'unità di calcolo collegata a detti sensori, per elaborare e visualizzare le misure generate da detti sensori; a computing unit connected to said sensors, to process and display the measurements generated by said sensors;

mezzi adatti a sterzare le ruote; means suitable for steering the wheels;

caratterizzato dal fatto che detta unità di calcolo comprende mezzi di misura della sterzata adatti a calcolare angoli caratteristici dello sterzo comprendenti incidenza (Caster K ) ed inclinazione dell'asse di sterzata (SAI - σ ) , a partire dalle misure dei bracci effettuate con ruote sterzate in almeno una coppia di posizioni angolari qualsiasi non predeterminate, in base alle seguenti relazioni: characterized by the fact that said calculation unit comprises steering measuring means suitable for calculating characteristic steering angles including incidence (Caster K) and inclination of the steering axis (SAI - σ), starting from the measurements of the arms made with steered wheels in at least one pair of any non-predetermined angular positions, based on the following relations:

dove : where is it :

e dove ζ1,ζ2sono gli angoli di sterzata delle due posizioni di detta almeno una coppia. and where ζ1, ζ2 are the steering angles of the two positions of said at least one pair.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, del dispositivo di allineamento secondo il trovato, illustrata, a titolo indicativo e non limitativo, negli uniti disegni, in cui: Further characteristics and advantages of the invention will become clearer from the description of a preferred but not exclusive embodiment of the alignment device according to the invention, illustrated, by way of non-limiting example, in the accompanying drawings, in which:

la figura 1 è una vista schematica dall'alto del dispositivo di allineamento secondo la presente invenzione; Figure 1 is a schematic top view of the alignment device according to the present invention;

la figura 2 è una vista laterale schematica del ponte e dei piatti rotanti, nonché delle ruote di sinistra WFL e WRL; Figure 2 is a schematic side view of the bridge and the turntables, as well as of the left wheels WFL and WRL;

la figura 3 è una vista di una possibile schermata presso l'unità di calcolo utilizzata nell'invenzione; Figure 3 is a view of a possible screen at the computing unit used in the invention;

la figura 4 è uno schema a blocchi della procedura operata dai mezzi di misura della sterzata secondo una forma di realizzazione dell'invenzione ; Figure 4 is a block diagram of the procedure operated by the steering measuring means according to an embodiment of the invention;

la figura 5 è uno schema a blocchi della procedura operata dai mezzi di misura della sterzata secondo una particolare forma di realizzazione dell'invenzione. Figure 5 is a block diagram of the procedure operated by the steering measuring means according to a particular embodiment of the invention.

Con riferimento alle figure 1 e 2, un dispositivo di allineamento 1 secondo l'invenzione comprende bracci di misura (FL, FR, RL, RR) agganciati a rispettive ruote (WFL, WFR, WRL, WRR) del veicolo e muniti di sensori ottici per la misura degli angoli relativi fra le ruote. With reference to Figures 1 and 2, an alignment device 1 according to the invention comprises measuring arms (FL, FR, RL, RR) hooked to respective wheels (WFL, WFR, WRL, WRR) of the vehicle and equipped with optical sensors for the measurement of the relative angles between the wheels.

Le ruote WFL e WFR sono, rispettivamente, le ruote frontali di sinistra e di destra, mentre le ruote WRL e WRR sono rispettivamente le ruote posteriori di sinistra e di destra. The WFL and WFR wheels are the left and right front wheels, respectively, while the WRL and WRR wheels are the left and right rear wheels, respectively.

I bracci sono dotati di sensori ed emettitori di tipo noto, per la misura degli angoli caratteristici delle ruote e dello sterzo e sono agganciati alle ruote o ai relativi cerchioni attraverso rispettivi aggrappi (CFL, CFR, CRL, CRR) fissati rigidamente ai cerchioni o alle ruote. La disposizione dei sensori e degli emettitori sui bracci è di tipo convenzionale e, pertanto, non verrà discussa in dettaglio . The arms are equipped with sensors and emitters of a known type, for measuring the characteristic angles of the wheels and of the steering and are attached to the wheels or to the relative rims through respective clamps (CFL, CFR, CRL, CRR) rigidly fixed to the rims or to the wheels. The arrangement of the sensors and emitters on the arms is of a conventional type and, therefore, will not be discussed in detail.

Il dispositivo di allineamento secondo l'invenzione è ulteriormente dotato di un'unità di calcolo 11 collegata ai sensori dei bracci, per ricevere i segnali rilevati dai sensori montati sui bracci delle ruote e per elaborare tali segnali secondo le procedure convenzionali in caso di bracci in bolla oppure, in caso di bracci bloccati sulle ruote con orientazioni casuali, secondo le procedure descritte nella domanda di brevetto italiana n. MI2006A002388, qui incorporata per riferimento. The alignment device according to the invention is further equipped with a calculation unit 11 connected to the sensors of the arms, to receive the signals detected by the sensors mounted on the arms of the wheels and to process these signals according to the conventional procedures in the case of arms in bubble or, in case of arms blocked on the wheels with random orientations, according to the procedures described in the Italian patent application n. MI2006A002388, incorporated herein by reference.

Il collegamento tra l'unità di calcolo 11 ed i sensori può essere realizzato con o senza cavo, a seconda delle esigenze e delle disponibilità, secondo metodi noti nel settore e qui non discussi. The connection between the computing unit 11 and the sensors can be made with or without a cable, according to requirements and availability, according to methods known in the field and not discussed here.

Il dispositivo di allineamento può disporre anche di una base di dati aggiornabile di valori e tolleranze predeterminati degli angoli, tipicamente forniti dal costruttore dell'autoveicolo e caratteristici per ogni inarca e modello di autoveicolo. The alignment device can also have an updatable data base of predetermined values and tolerances of the angles, typically supplied by the vehicle manufacturer and characteristic for each vehicle model and range.

Infine, il dispositivo di allineamento si completa preferibilmente con un ponte sollevatore o altra superficie piana. Finally, the alignment device is preferably completed with a lifting bridge or other flat surface.

Nella figura 2 sono mostrati dal fianco un ponte 31 e piatti rotanti 32 sui quali poggiano le ruote anteriori WFL e WFR, per effettuare la sterzata. I piatti 32 possono essere sia di tipo meccanico che elettronico, per la misurazione della sterzata, e possono essere comandati dall'unità di calcolo 11 mediante un opportuno attuatore. Figure 2 shows from the side a bridge 31 and rotating plates 32 on which the front wheels WFL and WFR rest, to effect the steering. The plates 32 can be both mechanical and electronic, for steering measurement, and can be controlled by the computing unit 11 by means of a suitable actuator.

Idea di base della presente invenzione è la sostituzione del requisito noto di sterzare le ruote in posizioni angolari determinate con una stretta tolleranza con il requisito di sterzare le ruote in posizioni angolari qualsiasi non predeterminate o, al limite, òon il requisito di sterzare le ruote in posizioni angolari qualsiasi oltre predeterminati angoli di soglia o in intervalli di angolo ampi (maggiori di 1 grado). L'unità di calcolo 11 secondo l'invenzione può essere programmata per comandare il piatto 32. In alternativa, l'unità di calcolo può essere programmata per comandare direttamente il volante dell'autoveicolo mediante un opportuno attuatore elettromeccanico noto. The basic idea of the present invention is the replacement of the known requirement to steer the wheels in determined angular positions with a strict tolerance with the requirement to steer the wheels in any non predetermined angular positions or, in the limit, with the requirement to steer the wheels in any angular positions beyond predetermined threshold angles or in wide angle intervals (greater than 1 degree). The computing unit 11 according to the invention can be programmed to control the plate 32. Alternatively, the computing unit can be programmed to directly control the steering wheel of the motor vehicle by means of a suitable known electromechanical actuator.

Tuttavia, in una forma di realizzazione preferita dell'invenzione, lo sterzo dell'autoveicolo è solo manovrato manualmente da un operatore, e l'unità di calcolo 11 comprende mezzi adatti a impartire istruzioni all'operatore, finalizzate all'esecuzione delle operazioni previste dalla procedura di allineamento, in particolare l'operazione di sterzata delle ruote. La comunicazione avviene, ad esempio, mediante uno schermo dell'unità di calcolo 11, utilizzando indicatori che compaiono sullo schermo (figura 3) per suggerire al tecnico di sterzare fino a quando un certo indicatore viene raggiunto o superato. However, in a preferred embodiment of the invention, the steering of the motor vehicle is only manually maneuvered by an operator, and the computing unit 11 comprises means suitable for giving instructions to the operator, aimed at carrying out the operations envisaged by the alignment procedure, in particular the steering operation of the wheels. The communication takes place, for example, by means of a screen of the computing unit 11, using indicators which appear on the screen (Figure 3) to suggest to the technician to steer until a certain indicator is reached or exceeded.

In pratica, i mezzi di misura della sterzata sono programmati per fornire istruzioni all'operatore che manovra manualmente lo sterzo dell'autoveicolo su tutte le procedure di sterzata, per verificare che le rotazioni dello sterzo richieste siano state eseguite e per effettuare la misura ed i calcoli necessari una volta che le condizioni richieste dalla procedura secondo l'invenzione sono state soddisfatte . In practice, the steering measuring means are programmed to provide instructions to the operator who manually maneuvers the vehicle's steering on all the steering procedures, to verify that the required steering rotations have been performed and to carry out the measurement and necessary calculations once the conditions required by the procedure according to the invention have been satisfied.

In particolare, i mezzi per la misura della sterzata implementati nell'unità di calcolo 11 secondo la presente invenzione sono atti ad eseguire la procedura 100 illustrata in figura 5, In particular, the means for measuring the steering implemented in the computing unit 11 according to the present invention are suitable for carrying out the procedure 100 illustrated in Figure 5,

Dopo l'avvio della procedura (105), viene eseguita una sterzata (fase 110) e le ruote vengono poi fermate in una posizione angolare qualsiasi (fase 115). After starting the procedure (105), a turn is performed (step 110) and the wheels are then stopped in any angular position (step 115).

Al passo 120 viene effettuata una prima misura degli angoli caratteristici delle ruote, ad esempio degli angoli di campanatura (γ), livello ( λ ), allineamento ( α ) e convergenza (τ), attraverso i bracci delle ruote. At step 120 a first measurement of the characteristic angles of the wheels is carried out, for example of the camber angles (γ), level (λ), alignment (α) and toe-in (τ), through the arms of the wheels.

Le fasi 110, 115 e 120 vengono ripetute un numero N>1 volte (effettuando un'opportuna verifica al passo 125), dove Nmaxè un numero predeterminato . Steps 110, 115 and 120 are repeated a number N> 1 times (by carrying out an appropriate check in step 125), where Nmax is a predetermined number.

Infine, nella fase 135 vengono calcolate incidenza, inclinazione dell'asse di sterzata e divergenza in curva a partire dalle misure rilevate ai punti precedenti, come descritto in seguito. Finally, in step 135 the incidence, inclination of the steering axis and divergence in the curve are calculated starting from the measurements taken in the previous points, as described below.

Le fasi 110, 115, 120 possono o essere realizzate autonomamente dal dispositivo secondo l'invenzione ruotando i piatti 32 o lo sterzo dell’autoveicolo, oppure consistere nella presentazione di un'opportuna istruzione all'operatore che manovra manualmente lo sterzo. The steps 110, 115, 120 can either be carried out independently by the device according to the invention by rotating the plates 32 or the steering wheel of the vehicle, or consist in the presentation of an appropriate instruction to the operator who manually maneuvers the steering.

In una particolare forma di realizzazione dell'invenzione, vantaggiosa per aumentare la precisione di misura, viene aggiunto un passo di controllo 130 prima di effettuare il calcolo (135). In a particular embodiment of the invention, advantageous for increasing the measurement accuracy, a control step 130 is added before carrying out the calculation (135).

In particolare, le fasi 110, 115 e 120 vengono ripetute un numero N>Nmax>1 volte arrestandosi quando l'angolo fra la posizioni di misura più estreme supera una soglia data TTH(preferibilmente maggiore di 12°) oppure, equivalentemente ed in alternativa, è compreso in un intervallo ΔΤ ampio (cioè maggiore di 1°) (passo 130). In particular, steps 110, 115 and 120 are repeated a number N> Nmax> 1 times stopping when the angle between the most extreme measuring positions exceeds a given threshold TTH (preferably greater than 12 °) or, equivalently and alternatively , is included in a wide range ΔΤ (i.e. greater than 1 °) (step 130).

In una particolare forma di realizzazione dell'invenzione si pone Nmax=2. In questo caso, alla ripetizione della fase 110, i mezzi di misura della sterzata sterzano le ruote fino a quando l'angolo di sterzata misurato a partire dalla prima posizione (cioè la posizione raggiunta nella fase 115 con N=1) supera la soglia data TTHo è compreso nell'intervallo ampio predeterminato ΔΤ (maggiore di 1°) e poi fermano le ruote in una posizione angolare qualsiasi. In a particular embodiment of the invention, Nmax = 2. In this case, upon repetition of step 110, the steering measuring means steers the wheels until the steering angle measured starting from the first position (i.e. the position reached in step 115 with N = 1) exceeds the given threshold TTHo is included in the predetermined wide range ΔΤ (greater than 1 °) and then the wheels stop in any angular position.

A questo punto viene eseguita una seconda misura degli angoli caratteristici delle ruote e, infine, l'unità di calcolo 11 opera il calcolo dell'incidenza, inclinazione dell'asse di sterzata e divergenza in curva a partire dalle misure rilevate nelle iterazioni precedenti. At this point a second measurement of the characteristic angles of the wheels is carried out and, finally, the calculation unit 11 calculates the incidence, inclination of the steering axis and divergence in the curve starting from the measurements taken in the previous iterations.

Nella pratica, si preferisce utilizzare una forma di realizzazione particolare che ricade nella procedura generale sopra descritta, richiedente solo 2 misure in 2 posizioni oltre una data soglia TIH, oppure comprese in un ampio intervallo ΔΤ (maggiore di 1°), a sinistra ed a destra rispetto all'asse di simmetria o di spinta del veicolo. In practice, it is preferred to use a particular embodiment that falls within the general procedure described above, requiring only 2 measurements in 2 positions above a given TIH threshold, or included in a wide range ΔΤ (greater than 1 °), to the left and to right with respect to the axis of symmetry or thrust of the vehicle.

In questo caso, quindi, i mezzi di misura della sterzata sono atti a (figura 5) In this case, therefore, the steering measuring means are suitable for (Figure 5)

sterzare le ruote a sinistra (210); steer the wheels to the left (210);

continuare la fase di sterzata 210 fino a verificare (215) che l'angolo di sterzata a sinistra abbia superato una prima soglia data (cioè, considerando negativo un angolo a sinistra rispetto all'asse di simmetria o di spinta del veicolo, l'angolo di sterzata T sia minore di -TTH) oppure ricada in un ampio intervallo ΔΤ (maggiore di 1°) a sinistra rispetto all'asse di simmetria o di spinta; continue the steering phase 210 until verifying (215) that the left steering angle has exceeded a first given threshold (i.e., considering a negative angle to the left with respect to the axis of symmetry or thrust of the vehicle, the of steering T is less than -TTH) or falls within a wide range ΔΤ (greater than 1 °) to the left with respect to the axis of symmetry or thrust;

fermare le ruote in una posizione angolare qualsiasi ed eseguire una prima misura (220) degli angoli caratteristici delle ruote, ad esempio degli angoli di campanatura, di livello e di sterzata, attraverso i bracci delle ruote; sterzare le ruote a destra (225); stopping the wheels in any angular position and taking a first measurement (220) of the characteristic angles of the wheels, for example of the camber, level and steering angles, through the wheel arms; steer the wheels to the right (225);

continuare la fase di sterzata 225 fino a verificare (230) che l'angolo di sterzata abbia superato la stessa soglia data TIH(in modulo) o a entrare nello stesso ampio intervallo ΔΤ (maggiore di 1°) a destra rispetto all'asse di simmetria o di spinta; continue the steering phase 225 until verifying (230) that the steering angle has exceeded the same threshold given TIH (in modulo) or to enter the same wide range ΔΤ (greater than 1 °) to the right with respect to the axis of symmetry or thrust;

fermare le ruote in una posizione angolare qualsiasi ed eseguire una seconda misura (235) degli angoli caratteristici delle ruote, ad esempio degli angoli di campanatura, di livello e di convergenza, attraverso i bracci delle ruote; calcolare (240) incidenza, inclinazione dell'asse di sterzata e divergenza in curva a partire dalle misure rilevate ai punti precedenti, come descritto in seguito. stopping the wheels in any angular position and taking a second measurement (235) of the characteristic angles of the wheels, for example of the camber, level and toe angles, through the wheel arms; calculate (240) incidence, inclination of the steering axis and divergence in the curve starting from the measurements taken in the previous points, as described below.

Ovviamente, la procedura appena descritta può essere effettuata cominciando a sterzare le ruote verso destra. Obviously, the procedure described above can be carried out by starting to steer the wheels to the right.

Eventualmente, per migliorare la precisione di misura, i mezzi di misura della sterzata possono essere programmati anche per eseguire ulteriormente una fase (212) di recupero dei giochi dello sterzo. Tale fase (212) consiste nello sterzare un poco a destra dopo aver effettuato la fase di sterzata a sinistra 210, pur senza scendere sotto la soglia o uscire dall'intervallo, richiesti nella fase di verifica 215. Optionally, to improve the measurement accuracy, the steering measuring means can also be programmed to further perform a step (212) for recovering the steering play. This phase (212) consists in steering a little to the right after having carried out the left-hand steering phase 210, without falling below the threshold or exiting the range, required in the verification phase 215.

Per calcolare incidenza ( Κ ) ed inclinazione dell'asse di sterzata (σ ) nella fase 140 o 240, i mezzi di misura applicano le seguenti formule partendo dalle misure di campanatura ( γ ) e livello ( λ ) dei bracci anteriori FL e FR effettuate nelle fasi 220 e 235 oppure in due delle N fasi di misura 120 (in seguito indicate con i pedici 1 e 2). To calculate the incidence (Κ) and inclination of the steering axis (σ) in phase 140 or 240, the measuring means apply the following formulas starting from the measurements of camber (γ) and level (λ) of the front arms FL and FR carried out in phases 220 and 235 or in two of the N measurement phases 120 (hereinafter indicated with subscripts 1 and 2).

Queste formule sono ottenute generalizzando i risultati riportati nell'articolo di Daniel B. January, SAE Technical Paper Series 850219 (qui incorporato per riferimento): These formulas are obtained by generalizing the results reported in the article by Daniel B. January, SAE Technical Paper Series 850219 (incorporated herein for reference):

dove: where is it:

Gli angoli ζ1, ζ2sono gli angoli di sterzata, ricavabili con approssimazioni note dalle misure degli strumenti. Ad esempio, gli angoli di sterzata possono essere approssimati con gli angoli di convergenza: The angles ζ1, ζ2 are the steering angles, which can be obtained with known approximations from the measurements of the instruments. For example, the steering angles can be approximated with the toe angles:

oppure, considerando anche gli angoli di allineamento, or, also considering the alignment angles,

dove gli apici RL e RR indicano le misure delle teste di misura posteriore sinistra e posteriore destra, rispettivamente. where the quotes RL and RR indicate the measurements of the rear left and rear right measuring heads, respectively.

Gli angoli di sterzata possono essere anche ricavati dalla misura del goniometro presente sui piatti rotanti 32. The steering angles can also be obtained from the measurement of the protractor present on the turntables 32.

Nel caso in cui le posizioni di sterzata siano N>2, è possibile ricavare K e σ dalle formule precedenti per ogni coppia di posizioni di sterzata e quindi mediare i risultati, eventualmente pesando il contributo di ogni coppia in base all'angolo di sterzata compreso fra le posizioni della coppia If the steering positions are N> 2, it is possible to derive K and σ from the previous formulas for each pair of steering positions and then average the results, possibly weighing the contribution of each torque based on the steering angle included between the positions of the couple

Per calcolare la divergenza in curva, in particolare a 20° ( TOOT(20) ), a partire da N coppie di angoli di sterzata ricavati nella fase 140 o 240, ovvero dalle coppie: To calculate the divergence in the curve, in particular at 20 ° (TOOT (20)), starting from N pairs of steering angles obtained in phase 140 or 240, i.e. from the pairs:

dove gli apici "int" ed “est" indicano, rispettivamente, le ruote all'interno ed all'esterno della curva, i mezzi di misura applicano un metodo di estrapolazione. where the quotation marks "int" and "east" indicate, respectively, the wheels inside and outside the curve, the means of measurement apply an extrapolation method.

La divergenza in curva, funzione regolare dell'angolo di sterzata della ruota all'interno della curva, può essere definita dalla relazione seguente The divergence in the curve, a regular function of the steering angle of the wheel within the curve, can be defined by the following relation

La divergenza può essere approssimata con una composizione di opportune funzioni regolari (ad esempio uno sviluppo in serie di Taylor o di Fourier), nulla per angolo di sterzata della ruota all'interno della curva nullo, con N costanti incognite: The divergence can be approximated with a composition of suitable regular functions (for example a development in Taylor or Fourier series), zero for the steering angle of the wheel within the zero curve, with N unknown constants:

dove where is it

costanti incognite constant unknowns

funzioni regolari opportune (ad esempio potenze -Taylor - o sinusoidi/cosinusoidi - Fourier). suitable regular functions (for example powers - Taylor - or sinusoids / cosinusoids - Fourier).

Le costanti C1...CNsi possono determinare a partire dalle N coppie di angoli di sterzata ricavate nella fase 140 o 240 in N posizioni di misura, sostituendo queste ultime nell'equazione precedente. Così facendo si ottengono N equazioni: The constants C1 ... CN can be determined starting from the N pairs of steering angles obtained in step 140 or 240 in N measurement positions, replacing the latter in the previous equation. Doing so we obtain N equations:

Risolte tali equazioni nelle incognite C1...CNè possibile calcolare la ΤΟΟΤ{ζ<int>) in modo approssimato per qualunque angolo di sterzata, in particolare 20° [ TOOT(20) ). Having solved these equations in the unknowns C1 ... C it is possible to calculate the ΤΟΟΤ {ζ <int>) in an approximate way for any steering angle, in particular 20 ° [TOOT (20)).

Si è quindi constatato come l'invenzione raggiunga il compito e gli scopi prefissi. La presente invenzione permette, infatti, di eseguire sterzate senza avere vincoli strettissimi di tolleranza ma, al contrario, effettuando rotazioni dello sterzo in posizioni qualsiasi non predeterminate o, al limite tali da superare una certa soglia o essere comprese in un intervallo abbastanza ampio e comunque maggiore di 1 grado. It has therefore been found that the invention achieves the intended aim and objects. The present invention allows, in fact, to perform steering without having very strict tolerance constraints but, on the contrary, by performing steering rotations in any not predetermined positions or, at the limit such as to exceed a certain threshold or be included in a fairly wide range and in any case greater than 1 degree.

Di conseguenza la presente invenzione soddisfa le esigenze di mercato sulla velocità di misura, la precisione di misura ed il costo in grado maggiore dei metodi attualmente noti. Consequently, the present invention satisfies the market requirements on measurement speed, measurement accuracy and cost to a greater degree than currently known methods.

Claims

CLAIMS 1, Vehicle wheel alignment device, comprising: measuring arms fixed to respective wheels of a vehicle by means of suitable clamps; said arms comprising sensors and emitters arranged to measure relative angles between the wheels and wheel angles with respect to gravity, said angles comprising at least camber (γ) and level (λ); a computing unit connected to said sensors, to process and display the measurements generated by said sensors; means suitable for steering the wheels; characterized by the fact that said unit of calculation comprises steering measuring means suitable for calculating characteristic steering angles, including caster (Caster - K) and inclination of the steering axis (SAI - σ), starting from the measurements of the arms made with wheels steered in at least one pair of any non-predetermined angular positions, based on the following relationships:

where is it :

and where ζ1, ζ2 are the steering angles of the two positions of said at least one pair.

2. Device according to claim 1 characterized in that said angular positions, any not predetermined, are such that the angle included between the extreme positions is any and not predetermined but beyond a given threshold, or included in a wide range beyond a given threshold, where "broad" means greater than 1 degree.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that said angular positions, any not predetermined, are more than two, said steering measuring means being able to calculate said angles of incidence K and inclination of the steering axis σ on the basis to said relations for each pair of steering positions, and to mediate between them the results, possibly weighted, obtained for each pair.

4. Device according to claim 1 or 2, characterized in that said angular positions, any not predetermined, are two.

5. Device according to claim 4, characterized in that, by means of said means suitable for steering the wheels, said two non-predetermined angular positions are: the first to the left (or right) with respect to the rectilinear direction of the wheels, with an angle formed with the latter any direction but beyond a given threshold, or included in an interval greater than 1 degree beyond a given threshold; the second in the opposite direction of the first with respect to the rectilinear direction of the wheels, with an angle formed with the latter any direction but beyond a given threshold, or included in an interval greater than 1 degree beyond a given threshold.

6. Device according to claim 5, wherein said threshold or said interval are of equal right and left value

7. Device according to claim 5, characterized in that, by means of said means suitable for steering the wheels, said two non-predetermined angular positions are: the first is reached by stopping the wheels at the end of a movement directed in the opposite direction (or in the same direction) of said position with respect to said rectilinear direction of the wheels; the second reached by stopping the wheels at the end of a movement directed in the same direction (or in the opposite direction) of said position with respect to said rectilinear direction of the wheels.,

8. Device according to one or more of the preceding claims, in which said steering measuring means are also suitable for calculating the divergence in a curve (TOOT) by solving, in the unknowns cj, the following system:

where: are pairs of the steering angles of the claim 1 relating, respectively, to the wheels inside and outside the curve, and

they are regular functions of a series development, for example Taylor powers or Fourier sinusoids / cosinusoids).