IT202000009595A1 - Sistema per la regolazione dell’assetto di un veicolo - Google Patents

Description

SISTEMA PER LA REGOLAZIONE DELL?ASSETTO DI UN VEICOLO

La presente invenzione si riferisce in genere ad un sistema per la regolazione dell?assetto di un veicolo. ? noto che la regolazione dell?assetto dei veicoli ? un processo fondamentale per migliorare il rendimento degli stessi su strada e soprattutto per garantire la sicurezza dell?automobile e dell?automobilista.

Quanto l?automobile ? in movimento, la combinazione delle forze di trazione e d?attrito tra superficie stradale e battistrada tende a modificare i registri che regolano la posizione delle ruote del veicolo.

In particolare, i principali angoli che influenzano l?assetto di un veicolo sono l?angolo di incidenza, di campanatura e convergenza.

L?angolo di incidenza ?, nel dettaglio, l?angolo longitudinale della vettura, formato tra l?avancorsa e l?asse perpendicolare al terreno.

Per rendersi conto dell?effetto dell?angolo di incidenza, basta pensare al comportamento delle ruote girevoli di una sedia o di un carrello: queste ruote tendono infatti ad orientarsi nel senso del movimento, poich? la resistenza che incontrano durante il rotolamento agisce come ?forza? che tende a riallineare le ruote. Un angolo d?incidenza non nullo causer? un eccesso di campanatura (angolo, sul piano trasversale dell?auto, formato tra l?asse della ruota e l?asse parallelo al terreno) delle ruote anteriori quando vengono sterzate, facendo alzare l?avantreno. ? questo innalzamento che d? alle ruote anteriori la tendenza a raddrizzarsi spontaneamente quando non si applica forza allo sterzo: con le ruote dritte il telaio sta all?altezza minima da terra, mentre per sterzare bisogna applicare della forza, per alzare l?avantreno. Al venir meno dell?azione sterzante, la forza di gravit? riporter? le ruote nella posizione originale.

Relativamente all?angolo di convergenza, invece, se ne pu? avere un?idea guardando il veicolo dall?alto; quando i piani longitudinali passanti per le ruote convergono e si incontrano davanti al veicolo si parla di convergenza positiva mentre, quando gli stessi convergono dietro il veicolo, si parla di convergenza negativa o, pi? comunemente, divergenza.

Entrambe le ruote anteriori ?tirano? la macchina di lato, anche se l?effetto totale ? nullo, dal momento che le forze in gioco sono uguali ed opposte: in teoria la macchina non sbanda, ma questa ? una situazione instabile. Supponiamo che la macchina incontri una piccola irregolarit? del terreno su un lato soltanto, oppure che le ruote siano leggermente sterzate, ci? si tradurr? in carico in pi? su uno dei de pneumatici anteriori, che quindi far? pi? presa sul terreno e potr? tirare la macchina dalla propria parte: il risultato ? che una ruota tira con pi? forza in una direzione, mentre la forza che agisce in direzione opposta si ? indebolita e di conseguenza le due forze non si controbilanciano pi?. Si crea quindi una risultante che fa curvare la macchina.

L?effetto ?instabilit?? si far? comunque notare nell?inserimento in curva, che risulter? pi? immediato e troppo aggressivo.

Lo svantaggio di un angolo accentuato di convergenza o divergenza sta anche nello spreco d?energia (quindi maggiori consumi e perdita di velocit?): pi? aumenta il contatto con l?asfalto, tanto maggiore sar? la perdita. Generalmente, la tipologia di regolazioni effettuabili per ottimizzare l?assetto del veicolo riguardano tutte le parti del mezzo e, in particolare: sospensioni, ammortizzatori, impianto frenante, cambio, pneumatici, distribuzione del peso, misure fisiche, alettone ecc. Al fine di avere un veicolo che sia adatto a tutte le situazioni di utilizzo bisogna trovare il giusto compromesso tra tutte queste parti, cosa non facile con le tecnologie di calibrazione disponibili oggi.

Una delle tecnologie utilizzate attualmente per le attivit? di regolazione assetto veicoli ? il sistema di misurazione basato sull?acquisizione stereoscopica dell?immagine, quindi attraverso algoritmi matematici di misura.

La stereoscopia ? una tecnica di realizzazione e visione di immagini, disegni, fotografie e filmati, atta a trasmettere un?illusione di tridimensionalit?, analoga a quella generata dalla visione binoculare del sistema visivo umano.

Per effettuare questo tipo di acquisizione ? necessario che tutte le telecamere appartenenti al sistema di misurazione stereoscopica siano in primo luogo calibrate tra loro con un riferimento fisso comune per tutte.

Se si utilizza un sistema del genere, quindi per realizzare un sistema di misurazione assetto veicolo, normalmente, per effettuare la calibrazione iniziale del sistema (punto zero) e riferimento comune delle telecamere stereoscopiche, vengono usati una serie di distanziometri laser posti in relazione alle quattro ruote e, quindi servirebbero almeno quattro laser con i relativi sensori.

Questo tipo di configurazione non solo non permette di avere un risultato ottimale nella calibrazione iniziale (punto zero) e riferimento comune delle telecamere stereoscopiche, ma risulta anche fortemente dispendiosa in termini di strumenti e di tecnologia utilizzata e quindi anche a livello economico.

Scopo della presente invenzione ? quindi quello di realizzare sistema di calibrazione iniziale (punto zero) e riferimento comune delle telecamere stereoscopiche per la regolazione dell?assetto di un veicolo che sia pi? affidabile, semplice e veloce, rispetto alle metodologie sinora utilizzate.

Altro scopo della presente invenzione ? quello di realizzare un sistema di calibrazione iniziale (punto zero) e riferimento comune delle telecamere stereoscopiche per la regolazione dell?assetto di un veicolo in modo efficace e alternativo, rispetto all?arte nota.

Non ultimo scopo della presente invenzione ? quello di realizzare un sistema calibrazione iniziale (punto zero) e riferimento comune delle telecamere stereoscopiche per la regolazione dell?assetto di un veicolo che permetta di avere un risultato ottimale e che sia meno dispendioso in termini di strumenti/tecnologia utilizzata e quindi anche a livello economico.

Questi ed altri scopi sono conseguiti da un sistema per calibrazione iniziale (punto zero) e riferimento comune delle telecamere stereoscopiche per la regolazione dell?assetto di un veicolo, secondo la rivendicazione 1 allegata; altre caratteristiche di dettaglio del sistema di regolazione sono riportate nelle rivendicazioni dipendenti.

In modo vantaggioso, a differenza delle soluzioni descritte e proposte sinora, il sistema per la regolazione secondo la presente invenzione utilizza gli stessi sensori sia per effettuare la misura, e quindi la regolazione dell?assetto del veicolo, sia per calibrare il sistema rispetto al riferimento comune, senza utilizzo di altra sensoristica.

Gli scopi ed i vantaggi sopra menzionati risulteranno in misura maggiore dalla descrizione che segue, relativa ad una preferita forma realizzativa del sistema per la regolazione, oggetto della presente invenzione, fornita a titolo indicativo ed esemplificativo, ma non limitativo, e dai disegni annessi, anch?essi forniti a titolo indicativo ed esemplificativo, ma non limitativo, in cui:

- la figura 1 ? una vista frontale del sistema per la regolazione dell?assetto di un veicolo, oggetto della presente invenzione, in cui il ponte sollevatore del veicolo ? in una prima posizione a riposo;

- la figura 2 ? una vista frontale del sistema per la regolazione dell?assetto di un veicolo di cui alla figura 1, secondo la presente invenzione, in cui il ponte sollevatore del veicolo ? in una seconda posizione elongata;

- la figura 3a ? un?ulteriore vista frontale del sistema di regolazione di cui alla figura 1, secondo la presente invenzione e rappresenta, di fatto, il momento in cui viene eseguita la calibrazione iniziale secondo la presente invenzione;

- la figura 3b ? una vista frontale di un dettaglio del sistema di regolazione di figura 3a, secondo la presente invenzione.

Con riferimento alle figure menzionate, con 10 ? indicato generalmente un gruppo ottico, appartenente al sistema per la regolazione dell?assetto di un veicolo 30. In particolare, il suddetto gruppo ottico 10 ? un sistema di acquisizione stereoscopica avente una struttura di supporto 13, dotata di una base 15 per il posizionamento sul suolo.

In fase di utilizzo, come visibile in dettaglio nella figura 1, il sistema per la regolazione, oggetto della presente invenzione, presenta almeno un primo gruppo ottico 10 e un secondo gruppo ottico 10, posti generalmente in posizione opposta e frontale l?uno all?altro e quindi lateralmente rispetto al veicolo 30. Nel dettaglio, ciascuno dei suddetti gruppi ottici 10 presenta almeno una barra 14, di forma sostanzialmente rettangolare, posta sulla struttura di supporto 13 e in posizione perpendicolare alla stessa.

Sempre in fase di utilizzo la suddetta barra 14 ? posta frontalmente rispetto ad almeno uno pneumatico 40 del veicolo 30.

In forme di realizzazione preferite, il suddetto gruppo ottico 10 presenta almeno un?unit? di misurazione 11, in particolare un sensore del tipo CMOS e/o CCD ad alta risoluzione, posta su apici opposti della suddetta barra 14.

Il suddetto sensore 11, sempre in modo vantaggioso, ? atto ad effettuare sia la regolazione dell?assetto sullo pneumatico 40 e sia, vantaggiosamente, a misurare, per il primo gruppo ottico 10 la posizione relativa al corrispettivo secondo gruppo ottico 10.

In modo vantaggioso, ciascun sensore 11 presenta, in posizione sottostante e prospiciente dallo stesso, un pannello target 12 atto a effettuare l?autocalibrazione del sistema per la regolazione dell?assetto del veicolo e a ricavare la posizione reciproca di ogni sensore 12 del primo gruppo ottico 10, del secondo gruppo ottico 10 e viceversa, per poi proiettare correttamente le misure, come visibile nel dettaglio nella figura 3a.

Il pannello target 12 ? vantaggiosamente un marcatore speciale atto ad identificare univocamente la posizione e la rotazione del gruppo ottico 10 su cui ? collocato. Nel dettaglio, in modo vantaggioso, il primo gruppo ottico 10 ? atto a misurare la propria posizione basandosi su un target 12 posto sul secondo gruppo ottico 10. Sempre in modo vantaggioso, algoritmi specifici permetteranno successivamente di effettuare il punto zero di tutto il sistema per la regolazione assetto veicolo.

In ulteriori forme realizzative ciascun gruppo ottico 10 pu? presentare due barre 14 aventi almeno un?unit? di misurazione 11 su ciascuno dei sopra introdotti apici opposti e relativi pannelli target 12, poste sulla struttura di supporto 13 e parallele tra di loro. In particolare, come visibile nel dettaglio in figura 1 e 2, in altre forme realizzative del sistema oggetto della presente invenzione, vi ? la presenza di un ponte sollevatore 20 atto a migliorare e completare la regolazione dell?assetto del veicolo 30. Nel dettaglio, quando il sistema per la regolazione, durante la fase di utilizzo visibile in figura 1, ha evidenziato un primo stato dell?assetto del veicolo 30, esso potrebbe essere o meno entro le specifiche del costruttore del veicolo 30 stesso; qualora non lo fosse il sopra introdotto ponte sollevatore 20 ? atto a sollevare detto veicolo 30 in corrispondenza del secondo braccio 14, per permettere di effettuare ulteriori regolazioni, mentre il sistema continua a misurare finch? il risultato dell?assetto non rientri nelle sopra citate specifiche del costruttore.

In virt? di quanto appena esposto, si comprende come il sistema per la regolazione dell?assetto di veicoli, che ? oggetto della presente invenzione, raggiunga gli scopi e realizzi i vantaggi menzionati.

? chiaro, infine, che numerose altre varianti potranno essere apportate al sistema per la regolazione in questione, senza per questo uscire dai principi di tutela come espressi nelle rivendicazioni allegate, cos? come ? chiaro che, nella pratica attuazione dell?invenzione, i materiali, le forme e le dimensioni dei dettagli illustrati potranno essere qualsiasi in base alle esigenze ed eventualmente sostituiti con altri tecnicamente equivalenti.

Claims (6)

SISTEMA PER LA REGOLAZIONE DELL?ASSETTO DI UN VEICOLO RIVENDICAZIONI

1. Sistema per la regolazione dell?assetto di un veicolo (30) dotato di almeno due pneumatici (40), comprendente un primo e un secondo gruppo ottico (10), costituiti in particolare da sistemi di acquisizione stereoscopica, posti in posizione opposta e frontale l?uno rispetto all?altro, in cui ciascun gruppo ottico (10) comprende una struttura di supporto (13) e almeno una barra (14), di forma sostanzialmente rettangolare, posta su detta struttura di supporto (13) in posizione perpendicolare, detta barra (14), quando detto sistema ? in uso, essendo posta frontalmente rispetto ad almeno uno pneumatico (40) di detto veicolo (30), caratterizzato dal fatto che detta almeno una barra (14) comprende almeno una unit? di misurazione (11) atta ad effettuare sia la regolazione dell?assetto di detto veicolo (30) sia la misurazione della posizione relativa tra detto primo gruppo ottico (10) e detto secondo gruppo ottico (10); detta unit? di misurazione (11) comprendendo in posizione sottostante e prospiciente un pannello target (12) atto a effettuare l?auto-calibrazione di detto sistema per la regolazione dell?assetto di detto veicolo (30).

2. Sistema per la regolazione dell?assetto di un veicolo (30) come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto primo gruppo ottico (10) ? atto a misurare la propria posizione basandosi su un target (12) posto su detto secondo gruppo ottico (10).

3. Sistema per la regolazione dell?assetto di un veicolo (30) come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto primo e detto secondo gruppo ottico (10) comprendono due barre (14) aventi almeno un?unit? di misurazione (11) e relativi pannelli target (12) su ciascuno degli apici opposti di dette barre (14); dette due barre (14) essendo poste parallele tra loro su detta struttura di supporto (13).

4. Sistema per la regolazione dell?assetto di un veicolo (30) come alla rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto di comprendere un ponte sollevatore (20) atto a spostare detto veicolo tra dette due barre (14) finch? il risultato della regolazione dell?assetto di detto veicolo (30) non rientri nelle specifiche del costruttore del veicolo (30).

5. Sistema per la regolazione dell?assetto di un veicolo (30) come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere degli algoritmi specifici atti a trovare la posizione ideale ovvero il punto zero di tutto il sistema per la regolazione assetto veicolo (30).

6. Sistema per la regolazione dell?assetto di un veicolo (30) come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta unit? di misurazione (11) ? un sensore del tipo CMOS e/o CCD ad alta risoluzione.