ES2968135T3 - Procedimiento y sistema para analizar un comportamiento de conducción dinámico de un vehículo - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un método y a un sistema asistido por ordenador para analizar y/u optimizar un vehículo a ensayar, en el que se determina la trayectoria del vehículo a ensayar, en particular el centro de gravedad del vehículo a ensayar, y las velocidades de la carretera en la trayectoria se determina basándose en un funcionamiento de prueba del vehículo a comprobar, simulando el funcionamiento de un vehículo de referencia mediante un modelo de vehículo del vehículo de referencia de tal manera que el vehículo de referencia, en particular un centro de gravedad del vehículo de referencia, describe al menos sustancialmente en la simulación la trayectoria determinada en el vehículo a probar con las velocidades de carretera determinadas, y en donde el vehículo a probar se compara con el vehículo de referencia con respecto a al menos una variable física a determinar, que caracteriza al menos una propiedad de los vehículos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Procedimiento y sistema para analizar un comportamiento de conducción dinámico de un vehículo
La invención se refiere a un procedimiento asistido por ordenador para analizar y/u optimizar un comportamiento de conducción dinámico de un vehículo a probar, en el que basándose en una operación de prueba del vehículo a probar, es determinada una trayectoria y una velocidad de trayectoria del vehículo bajo prueba, en particular de un centro de gravedad del vehículo a probar.
Por el estado de la técnica es conocido analizar el comportamiento de conducción dinámico de vehículos basándose en variables físicas. Así, por ejemplo, el documento EP 0846945 A1 da a conocer un procedimiento para el análisis del comportamiento de conducción de automóviles con los siguientes pasos:
realización de mediciones en un vehículo real para obtener variables de medición sobre el comportamiento de conducción;
comprobación continua de si se cumplen condiciones desencadenantes predeterminadas, es decir constelaciones de variables de medición, que corresponden a estados de conducción predeterminados del automóvil;
sólo si se ha cumplido una de las condiciones desencadenantes, cálculo de al menos una variable de evaluación que expresa la capacidad de conducción del vehículo a partir de una o varias variables de medición basándose en una función predeterminada dependiente de la condición desencadenante; y emisión de la variable de evaluación.
En el estado de la técnica, el cálculo de la variable de evaluación se realiza generalmente mediante tablas de consulta bidimensionales o multidimensionales. Debido al esfuerzo requerido, estas tablas de consulta en general únicamente se muestran para un estilo de conducción ideal del conductor de pruebas. Por ejemplo, en el marco del estilo de conducción objetivo deseado durante un cambio de carril, es preferible accionar el volante lo más suavemente que se pueda, a ser posible sin girar el volante en sentido contrario. Cuando se utiliza dirección sinusoidal, debería conducirse preferentemente con una frecuencia de dirección constante y una amplitud de volante constante.
Para hacer un análisis independiente del estilo de conducción de los conductores de pruebas, generalmente es necesario realizar un gran número de operaciones de prueba o recorridos de prueba para que el resultado sea independiente del estilo de conducción del conductor de pruebas.
Por el documento US 4,969,212 A es conocido un procedimiento para comparar el comportamiento de conducción percibido subjetivamente por un conductor, en particular del subviraje y del sobreviraje, con las variables medidas objetivamente de la combinación vehículo/neumático respectiva.
Procedimientos para mejorar la estabilidad de conducción se describen en los documentos EP 0943514 A1, DE 102004035004 A1 y DE 19515061 A1.
Un objeto de la invención es proporcionar un procedimiento asistido por ordenador mejorado y el sistema correspondiente para analizar y/u optimizar un vehículo que va a ser probado. En particular, un objeto de la invención es hacer posible un análisis, evaluación y/u optimización independiente del estilo de conducción de un vehículo a probar.
Este objeto se lleva a cabo mediante el procedimiento y el sistema según las reivindicaciones independientes. En las reivindicaciones subordinadas se reivindican realizaciones ventajosas.
Un primer aspecto de la invención se refiere a un procedimiento asistido por ordenador para analizar y/u optimizar un vehículo a probar, que presenta los siguientes pasos:
determinación de datos de una trayectoria del vehículo a probar, en particular de un centro de gravedad del vehículo a probar, así como las velocidades de trayectoria en la trayectoria basándose en los datos del vehículo registrados durante una operación de prueba, registro de un valor y/o de una curva de valores de al menos una variable física a determinar, que caracteriza un comportamiento de conducción dinámico de los vehículos,
simulación de un funcionamiento de un vehículo de referencia mediante un modelo de vehículo del vehículo de referencia, de tal manera que el vehículo de referencia, en particular un centro de gravedad del vehículo de referencia, describa al menos esencialmente la trayectoria del vehículo bajo prueba con las velocidades de trayectoria determinadas durante la simulación, en el que para al menos un valor de la al menos una variable física a ser determinada obtenido en una operación de prueba del vehículo a probar, es calculado un valor correspondiente por simulación mediante el modelo del vehículo, comparación del vehículo a probar con el vehículo de referencia en lo que concierte a la por lo menos una variable física a determinar, y análisis del comportamiento de conducción dinámico del vehículo a probar sobre la base de esta comparación y evaluación del comportamiento de conducción dinámico del vehículo a probar con respecto al vehículo de referencia.
Un segundo aspecto de la invención se refiere a un sistema para analizar y/u optimizar el comportamiento de conducción dinámico de un vehículo a probar, que presenta:
medios para determinar una trayectoria del vehículo a probar, en particular de un centro de gravedad del vehículo a probar, así como velocidades de trayectoria en la trayectoria sobre la base de datos del vehículo a probar registrados durante una operación de prueba y para registrar un valor y/o una curva de valores de al menos una variable física a determinar, que caracteriza el comportamiento de conducción dinámico de los vehículos;
medios para simular un funcionamiento de un vehículo de referencia mediante un modelo de vehículo del vehículo de referencia, de tal manera que el vehículo de referencia, en particular un centro de gravedad del vehículo de referencia, describa al menos esencialmente la trayectoria del vehículo a ser probado con las velocidades de trayectoria determinadas durante la simulación, en el que para el al menos un valor de la al menos una variable física a determinar obtenido en una operación de prueba del vehículo a probar, es calculado un valor correspondiente por simulación mediante el modelo de vehículo; y
medios para comparar el vehículo a probar con el vehículo de referencia en relación con la al menos una variable física a determinar y para analizar el comportamiento de conducción dinámico del vehículo a probar sobre la base de esta comparación y evaluar el comportamiento de conducción dinámico del vehículo a probar con respecto al vehículo de referencia.
Una trayectoria en el sentido de la invención es una curva de trayectoria de un vehículo o un recorrido en función del tiempo de la ubicación en un sistema de referencia.
Una operación de prueba en el sentido de la invención es una operación de un vehículo real o una simulación de un vehículo, en particular durante un recorrido de prueba.
Un comportamiento de conducción dinámico en el sentido de la invención es un comportamiento de conducción dinámico estacionario o transitorio.
El comportamiento de conducción en el sentido de la invención caracteriza la reacción del vehículo en la dirección del conductor, a la aceleración y desaceleración con los pedales del acelerador y del freno, en particular durante un recorrido en curva, y a las perturbaciones externas.
Estacionario en el sentido de la invención significa a velocidad constante y/o aceleración transversal constante y/o velocidad de guiñada constante y/o ángulo de volante constante y/o ángulo de deslizamiento constante en los ejes delantero y trasero.
Unos medios en el sentido de la invención pueden estar realizados en términos de tecnología de hardware y/o software y en particular presentar una unidad de procesamiento digital (CPU), en particular de microprocesador, preferentemente unida a una memoria y/o a un sistema de bus de datos o señal, y/o uno o varios programas o módulos de programa. La CPU puede estar realizada para procesar instrucciones que están implementadas como un programa almacenado en un sistema de memoria, para detectar señales de entrada desde un bus de datos y/o para emitir señales de salida a un bus de datos. Un sistema de memoria puede presentar unos o varios medios de memoria, en particular diferentes, en particular medios ópticos, magnéticos, de cuerpo sólido y/u otros medios no volátiles. El programa puede estar diseñado de tal manera que encarne o pueda ejecutar los procedimientos aquí descritos, de modo que la CPU pueda ejecutar los pasos de tales procedimientos y por tanto pueda, en particular, analizar un vehículo que se va a probar.
La invención se basa en el planteamiento de analizar un comportamiento de conducción dinámico de un vehículo a probar comparando su comportamiento operativo con el comportamiento operativo de un vehículo de referencia. Esto es especialmente ventajoso si ya es conocido que el vehículo de referencia tiene propiedades especialmente positivas en relación con los aspectos del comportamiento de conducción dinámico que se están examinando.
Para ello, la invención utiliza un método de análisis basado en modelos. En este caso el vehículo de referencia no es operado en un funcionamiento real, sino que es simulado mediante un modelo de vehículo. De este modo es posible adaptar de forma flexible las propiedades del respectivo vehículo de referencia a los aspectos del comportamiento de conducción dinámico que se van a analizar. Además, la invención permite una comparación especialmente precisa del comportamiento de conducción dinámico del vehículo que se va a probar con el vehículo de referencia realizando la simulación del funcionamiento del vehículo de referencia basándose en la trayectoria determinada en el vehículo que se va a probar y la velocidad de trayectoria respectiva o las velocidades de trayectoria respectivas en la trayectoria.
Esto permite realizar un análisis independiente del estilo de conducción, en el sentido de que tanto la operación de prueba del vehículo a probar como el funcionamiento del vehículo de referencia son generados con el mismo estilo de conducción. Mediante la invención se puede prescindir de cualquier corrección de la variable de evaluación. Tal corrección de la variable de evaluación sería necesaria para adaptar el estilo de conducción de un conductor de pruebas al estilo de conducción objetivo deseado. Por ejemplo, en caso de dirección sinusoidal, la reacción del vehículo depende de la frecuencia de dirección. Si la frecuencia de dirección no se corresponde con la del estilo de conducción objetivo, es necesaria una corrección de la variable de evaluación. Lo mismo se aplica, por ejemplo, al comportamiento de subviraje transitorio durante un cambio de carril: cuanto más rápido se gira, más pronunciado es el subviraje transitorio durante la fase de rodaje de los neumáticos. Implementar tales correcciones llevaría mucho esfuerzo y sería complejo. Mediante la invención también se puede prescindir por completo de tablas de consulta específicas de la clase de vehículo para el cálculo de variables de evaluación. Esto es particularmente ventajoso porque estas tablas de consulta deben ser definidas individualmente para cada clase de vehículo. Lo mismo se aplica también a los cálculos de corrección. El esfuerzo necesario para una nueva definición y mantenimiento de las tablas de consulta ya existentes o cálculos de corrección es correspondientemente alto.
En el procedimiento según la invención es irrelevante cuántos factores de influencia deben tenerse en cuenta en el comportamiento del vehículo. Dado que el vehículo de referencia en la simulación se mueve en la misma trayectoria con la misma velocidad de trayectoria que el vehículo a probar, todas las variables de medición del vehículo a probar, así como las variables físicas calculadas a partir de ellas, pueden ser comparadas directamente con las variables de referencia basadas en el modelo. De esta manera, el comportamiento de conducción dinámico del vehículo de medición puede ser evaluado con precisión en todo el rango dinámico. Simplemente cambiando los parámetros del modelo de vehículo de referencia, se puede cubrir una amplia gama de variantes.
Preferiblemente, para los valores de la al menos una variable física a determinar obtenidos durante la operación de prueba del vehículo a probar, en particular para todos los valores, es calculado un valor correspondiente por simulación mediante el modelo del vehículo. Esto permite comparar directamente los valores correspondientes.
En una realización ventajosa del procedimiento, el modelo de vehículo tiene en cuenta al menos uno de los siguientes parámetros: distancia entre ejes, masa, inercia, rigidez axial del eje delantero, rigidez axial del eje trasero, rigidez de balanceo y/o cabeceo, amortiguación de balanceo y/o cabeceo, altura del centro de gravedad sobre la carretera, distribución de carga axial.
En otra realización ventajosa del procedimiento, el vehículo presenta un modelo de dirección. Mediante el modelo de dirección, en la simulación se pueden tener en cuenta el comportamiento del ángulo de volante y las características del momento de dirección.
En una realización ventajosa del procedimiento, el modelo de dirección tiene en cuenta al menos uno de los siguientes parámetros: diámetro de volante, asistencia de dirección, que depende preferentemente del momento de dirección y de la velocidad de conducción, fricción de dirección, que depende preferentemente del ángulo de volante y velocidad de conducción, amortiguación de dirección, que depende preferentemente de la velocidad de conducción, inercia de dirección, relación de dirección, que depende preferentemente de la velocidad de conducción, rastro del neumático que depende del ángulo de deslizamiento, rastro de dirección cinemática.
En otra realización ventajosa del procedimiento, el valor o los valores del al menos un parámetro son elegidos en función de una clase de vehículo del vehículo de referencia. Esto permite adaptar el vehículo de referencia al tipo de vehículo que se está probando.
En otra realización ventajosa del procedimiento, el comportamiento de conducción dinámico de los vehículos se caracteriza por al menos una propiedad, que es seleccionada entre las siguientes propiedades: comportamiento de respuesta, en particular retardo de respuesta, comportamiento de subviraje, estabilidad, comportamiento de balanceo y/o cabeceo, comportamiento del ángulo de flotación, comportamiento del ángulo de deslizamiento del eje delantero, comportamiento del ángulo de deslizamiento del eje trasero, comportamiento del ángulo de volante, comportamiento del momento de volante, comportamiento de velocidad de guiñada, comportamiento de aceleración transversal.
En otra realización ventajosa del procedimiento, de las comparaciones se puede derivar o es derivada una evaluación del vehículo a probar. La evaluación se refiere en particular a rangos de tolerancia y desviaciones con respecto al vehículo de referencia o a los valores del vehículo de referencia. Además, para la evaluación se puede determinar una variable de evaluación o un código de color.
En otra realización ventajosa del procedimiento, cuanto mayor sea la concordancia con respecto a la al menos una variable física, mejor será la evaluación.
En otra realización ventajosa del procedimiento, la simulación se lleva a cabo mientras se realiza la operación de prueba. Mediante esta realización ventajosa se puede realizar un análisis en línea del vehículo a probar. Los resultados de la comparación se tienen en cuenta preferentemente durante la operación de prueba. En particular, la operación de prueba es ajustada correspondientemente.
En una realización alternativa, la trayectoria y las velocidades de trayectoria asociadas son registradas durante la operación de prueba y la simulación se lleva a cabo basándose en estos datos registrados de la operación de prueba.
En otra realización ventajosa del procedimiento, el modelo de vehículo tiene un grado de libertad de traslación y al menos un grado de libertad de rotación en la dirección Z del sistema de referencia que caracteriza la guiñada, en la dirección Y del sistema de referencia que caracteriza el cabeceo, y/o en la dirección X del sistema de referencia que caracteriza el balanceo. Esto permite adaptarlo idealmente al movimiento de un vehículo real.
En otra realización ventajosa del procedimiento, la operación de prueba presenta un recorrido de medición de un vehículo real en tráfico por carretera, en una pista de pruebas o en un banco de pruebas, en particular un banco de pruebas de cadena cinemática, en el que la al menos una variable física es medida directamente y/o derivada, en particular simulada, de otras variables físicas.
Las características y ventajas descritas anteriormente en relación con el primer aspecto de la invención se aplican en consecuencia al segundo aspecto de la invención y viceversa.
Otras características y ventajas se desprenden de la descripción en relación con las figuras. Muestran al menos de forma parcialmente esquemática:
Figura 1: un ejemplo de realización de un sistema para analizar y/u optimizar el comportamiento de conducción dinámico;
Figura 2: un diagrama de bloques de un ejemplo de realización de un procedimiento asistido por ordenador para analizar y/u optimizar el comportamiento de conducción dinámico de un vehículo a probar; y
Figura 3: un diagrama esquemático para ilustrar los parámetros utilizados en un modelo de vehículo.
La figura 1 muestra un ejemplo de realización de un sistema 10 para analizar y/u optimizar un comportamiento de conducción dinámico.
Se lleva a cabo una operación de prueba con un vehículo a probar 1, recorriéndose el tramo de prueba preferentemente en una red de tráfico público 3. En este caso, el vehículo 1 recorre preferentemente una trayectoria T en la ruta de prueba.
Esta información es leída en los medios 11 para determinar una trayectoria T o es calculada por los medios 11 basándose en los datos del vehículo 1 registrados durante la operación de prueba.
Además de los medios 11 para determinar una trayectoria T, el sistema 10 presenta preferentemente medios 12 para simular un funcionamiento de un vehículo de referencia 2. Estos medios son preferentemente un dispositivo de simulación. Para este fin se utiliza, por ejemplo, el Vehicle Motion Observer (VMO) de la herramienta de software AVL-DRIVE™, que está instalada en un dispositivo de procesamiento de datos.
Por un lado, para la simulación se utiliza preferentemente un modelo de vehículo en el que son proporcionadas las propiedades, en particular las especificaciones, del vehículo de referencia 2. El vehículo de referencia 2 es preferiblemente un vehículo con la misma configuración de hardware que el vehículo a probar 1, pero con una calibración o aplicación diferente. Además, el vehículo de referencia 2 también puede ser un vehículo de la misma clase de vehículo que el vehículo a probar 1. Esto está indicado gráficamente en la figura 1 mediante los cuadrados con flechas a la derecha por encima del vehículo de referencia 2. En última instancia, el vehículo de referencia 2 también puede ser un vehículo completamente diferente o un vehículo de otra clase de vehículo, pero cuyo comportamiento de conducción dinámico se considera especialmente ventajoso.
Además de la configuración del vehículo de referencia 2, es proporcionada a los medios 12 para la simulación la trayectoria T de la operación de prueba del vehículo a probar 1. La trayectoria se compone en este caso de datos sobre la curva de trayectoria del vehículo y preferiblemente sobre el curso en el tiempo de la operación de prueba, en particular la velocidad de trayectoria del vehículo a probar 1 dependiendo de la ubicación en la trayectoria T. Preferentemente para describir la trayectoria y la velocidad de trayectoria se indican los vectores de velocidad de trayectoria del centro de gravedad SP del vehículo bajo prueba en puntos discretos de la trayectoria. Alternativamente, la trayectoria T puede describirse de forma ventajosa mediante componentes de aceleración o velocidad.
Alternativamente, para la trayectoria del centro de gravedad SP también se puede utilizar de forma ventajosa la trayectoria en el centro de la distancia entre ejes. El centro de la distancia entre ejes es aquel punto del eje longitudinal del vehículo en el que la distancia entre los ejes delantero y trasero es la misma.
Sobre la base de los datos del vehículo de referencia 2 y de los datos de la trayectoria T, el modelo de vehículo que está almacenado en los medios para la simulación determina un comportamiento de conducción dinámico del vehículo de referencia 2. La simulación se lleva a cabo aquí de tal manera que el centro de gravedad del vehículo de referencia 2 recorre la misma trayectoria que el vehículo que se está probando. Preferiblemente, los vectores de velocidad de trayectoria del centro de gravedad del vehículo de referencia 2 son aquí idénticos a los vectores de velocidad de trayectoria del centro de gravedad SP del vehículo a probar 1 en cada ubicación de la trayectoria.
Tanto los medios 11 para la determinación de datos de una trayectoria T como los medios 12 para simular el funcionamiento de un vehículo de referencia registran valores o curvas de valores de diferentes variables físicas en relación con el funcionamiento de prueba o el funcionamiento de los vehículos. De este modo se registra un valor y/o una curva de valores de al menos una variable física a determinar, que caracteriza el comportamiento de conducción dinámico de los vehículos.
Preferiblemente, la una o varias variables físicas caracterizan una propiedad de los vehículos. Tal propiedad del vehículo puede ser, por ejemplo, el comportamiento de respuesta del vehículo, en particular el retardo de respuesta, el comportamiento de subviraje del vehículo, una estabilidad del vehículo, un comportamiento de balanceo y/o cabeceo del vehículo, un comportamiento de ángulo de flotación, un comportamiento de ángulo de deslizamiento del eje delantero del vehículo, un comportamiento de ángulo de deslizamiento del eje trasero del vehículo, un comportamiento de ángulo de volante del vehículo, un comportamiento de momento de volante del vehículo, un comportamiento de velocidad de guiñada del vehículo y/o un comportamiento de aceleración transversal del vehículo.
Estos datos de variables físicas o de una variable física son alimentados a los medios 13 para comparar el vehículo a probar 1 con el vehículo de referencia 2, como lo indican las flechas en la figura 1.
Estos medios 13 para la comparación están diseñados para comparar al menos una variable física a determinar, que caracteriza el comportamiento de conducción dinámico de los vehículos, del vehículo de referencia 2 con los valores correspondientes del vehículo a probar 1. Sobre la base de esta comparación se puede analizar el vehículo a probar 1 o su comportamiento de conducción dinámico y evaluarlo con respecto al vehículo de referencia 2.
Sobre la base de este análisis o evaluación se puede llevar a cabo después en otro paso de trabajo una optimización del vehículo a probar 1 modificando la configuración del vehículo a probar 1.
La figura 2 muestra un diagrama de bloques de un procedimiento asistido por ordenador para analizar y/u optimizar el comportamiento de conducción dinámico de un vehículo a probar 1.
En un primer paso de trabajo 101 son recogidos y almacenados datos de una trayectoria T, en particular de un centro de gravedad, del vehículo a probar 1 sobre la base de una operación de prueba de un vehículo a probar 1, en particular de un trayecto de prueba. Además, las velocidades de trayectoria son almacenadas en la trayectoria T.
Sobre la base de estos datos y de la configuración de un vehículo de referencia 2, es simulado 102 el funcionamiento del vehículo de referencia 2 mediante un modelo de vehículo del vehículo de referencia 2, de tal manera que el centro de gravedad SP del vehículo de referencia 2 durante la simulación describe al menos esencialmente la trayectoria T determinada en el vehículo a probar 1 con las respectivas velocidades de trayectoria determinadas.
Los valores de la variable o variables físicas de la operación de prueba del vehículo a probar 1 son comparados 103 con los valores de la simulación del vehículo de referencia. Esto permite llegar a una conclusión sobre el vehículo a probar 1 en sí o sobre su situación de aplicación.
Más preferiblemente, de la comparación se deriva 104 una evaluación del vehículo a probar 1. Para tal evaluación se pueden especificar márgenes de tolerancia o desviaciones con respecto a los datos del vehículo de referencia 2. Además, o alternativamente, se puede determinar una variable de evaluación en relación con los datos del vehículo de referencia 2 y/o también un código de color (en particular verde, amarillo, rojo). La evaluación puede ser emitida preferentemente a través de una interfaz de datos o una interfaz de usuario.
Más preferiblemente, en otro paso (no representado) se puede llevar a cabo una optimización del vehículo a probar adaptando la configuración del hardware y/o la calibración o aplicación del vehículo a probar 1.
Una evaluación es tanto mejor cuanto mayor sea la concordancia respecto de la al menos una variable física entre el vehículo a probar 1 y el vehículo de referencia 2.
La comparación o la evaluación se puede llevar a cabo tanto en una operación en línea mientras se ejecuta la operación de prueba del vehículo a probar 1, como en una operación fuera de línea en la que son evaluados datos registrados de la operación de prueba, en particular datos de una trayectoria de la operación de prueba.
Si se lleva a cabo una evaluación en línea, los resultados de la evaluación se pueden incluir en la operación de prueba del vehículo a probar 1.
La operación de prueba se puede realizar mediante un recorrido de medición de un vehículo real en el tráfico en carretera o en un banco de pruebas. Alternativamente, también se puede simular la operación de prueba del vehículo a probar 1. Sin embargo, también es posible simular sólo variables físicas individuales en relación con el vehículo a probar 1.
La figura 3 muestra un diagrama esquemático de algunas variables de cálculo y parámetros de un modelo de vehículo.
El modelo de vehículo presenta preferentemente un grado de libertad de traslación y al menos un grado de libertad de rotación en la dirección Z del sistema de referencia que caracteriza la guiñada, en la dirección Y del sistema de referencia que caracteriza el cabeceo de un vehículo y/o en la dirección X del sistema de referencia que caracteriza el balanceo del vehículo.
Las ruedas de la Fig. 3 están designadas con los números de referencia 4 y 5, donde 4 representa la rueda delantera y 5 la rueda trasera de un vehículo. En esta representación simplificada, ambas ruedas delanteras son consideradas como rueda delantera y ambas ruedas traseras se consideran como rueda trasera. En la situación representada, la trayectoria es una línea circular T alrededor del polo instantáneo MP, que en la Fig. 3 coincide con el centro de curvatura M0 debido a un recorrido circular estacionario representado, en el que se mueve el centro de gravedad SP del vehículo de referencia 2. Preferiblemente, el modelo de vehículo presenta un modelo de dirección separado para poder mostrar en detalle también el proceso de dirección del vehículo de referencia.
Las variables de cálculo y parámetros mostrados son los siguientes:
• ax aceleración longitudinal, que es calculada en el centro de gravedad SP,
• ay aceleración transversal, que es calculada en el centro de gravedad SP,
• p ángulo de flotación, que es calculado en el centro de gravedad,
• vx velocidad longitudinal, que es calculada en el centro de gravedad, se obtiene como sigue:
v¿= v¡-cos(jS); no está representada en la figura 3, pero el vector apunta en la dirección de eje x<f>
• X coordenada de trayectoria X del centro de gravedad SP,
• Y coordenada de trayectoria Y del centro de gravedad SP,
• at aceleración tangencial, calculada en el centro de gravedad, la magnitud de la aceleración tangencial es igual a cero en el caso del recorrido circular estacionario que se muestra en la figura 3, el vector de aceleración tangencial apunta en la dirección de la tangente a la trayectoria en el centro de gravedad SP,
• ac aceleración centrípeta, calculada en el centro de gravedad,
• vt velocidad de trayectoria, calculada en el centro de gravedad,
• Vy velocidad transversal, calculada en el centro de gravedad, se obtiene como sigue : =
■ sen (P);no está representada en la figura 3, pero el vector apunta en la dirección del eje yF,
• I<v>+ distancia entre ejes,
I<h>
• ^ ángulo de guiñada,
• aH ángulo de deslizamiento en el eje trasero,
• av ángulo de deslizamiento en el eje delantero,
• F<h>,<x>fuerza longitudinal del neumático en el eje trasero,
• FH,y fuerza transversal del neumático en el eje trasero,
• Fv,y fuerza transversal del neumático en el eje delantero,
• 8 ángulo de deslizamiento de la rueda delantera,
•MP polo instantáneo,
• M0 centro de curvatura,
•R radio de la trayectoria del centro de gravedad, donde 1/ R es la curvatura de la trayectoria
del centro de gravedad SP.
Otras variables de cálculo y parámetros del modelo de vehículo, que no están representados en la Fig. 3, son preferentemente: la masa del vehículo de referencia 2; la altura del centro de gravedad del vehículo de referencia 2, la carga sobre el eje delantero del vehículo de referencia 2; el momento de inercia de masa I<x>, el momento de inercia de masa I<y>, el momento de inercia de masa I<z>del vehículo de referencia 2; la rigidez de balanceo, la rigidez de cabeceo, la amortiguación de balanceo, la amortiguación de cabeceo del vehículo de referencia 2; las características de deslizamiento del eje delantero por aceleración transversal, las características de deslizamiento del eje trasero por aceleración transversal del vehículo de referencia 2; la velocidad de balanceo y la velocidad de cabeceo y la velocidad de guiñada d/dt ('+') del vehículo de referencia 2; el ángulo de rumbo ^ p del vehículo de referencia 2; la aceleración del ángulo de balanceo y el ángulo de balanceo, la aceleración del ángulo de cabeceo y el ángulo de cabeceo del vehículo de referencia 2; la aceleración del ángulo de guiñada d<2>/ dt<2>(^ ) del vehículo de referencia 2; el ángulo de flotación del eje trasero y el ángulo de flotación del eje delantero, así como la fuerza de contacto del neumático del eje trasero y la fuerza de contacto del neumático del eje delantero del vehículo de referencia 2; el diámetro de volante y el rastro cinemático del eje delantero del vehículo de referencia 2; el gradiente de fricción de dirección y la inercia del sistema de dirección, así como la amortiguación del sistema de dirección del vehículo de referencia 2, que depende preferentemente de la velocidad de conducción; la relación de dirección, que depende preferentemente de la velocidad de conducción, el rastro del neumático por el ángulo de deslizamiento, la amplitud de fricción de dirección del vehículo de referencia 2, que depende preferentemente del ángulo de volante y de la velocidad de conducción, la asistencia de dirección, que depende preferiblemente del momento de dirección y de la velocidad de conducción.
Sin embargo, el experto sabe que un modelo de vehículo no tiene por qué tener en cuenta todos estos parámetros y puede hacer una selección adecuada, así como añadir otros parámetros según el caso de aplicación.
En este contexto, también cabe señalar que los ejemplos de realización son simplemente ejemplos que no pretenden limitar de ninguna manera el alcance de la protección, la aplicación y la estructura. Más bien, la descripción anterior proporciona al experto en la materia una directriz para la implementación de al menos un ejemplo de realización, pudiendo realizarse diversas modificaciones, en particular en lo que respecta a la función y la disposición de los componentes descritos, sin salirse del alcance de protección que resulta de las reivindicaciones y combinaciones de características equivalentes a estas.
Lista de símbolos de referencia
1 vehículo que se va a probar
2 vehículo de referencia
3 red de carreteras pública
4 rueda delantera
5 rueda trasera
10 sistema
11 medios para determinar una trayectoria.
12 medios para simular el funcionamiento de un vehículo de referencia.
13 medios para comparar el vehículo a probar con el vehículo de referencia.
T trayectoria
SP centro de gravedad
a<x>aceleración longitudinal
a<y>aceleración transversal
p ángulo de flotación
v<x>velocidad longitudinal
v<v>velocidad de la rueda delantera
v<h>velocidad de la rueda trasera
X coordenada de trayectoria X del centro de gravedad SP Y coordenada de trayectoria Y del centro de gravedad SP
at aceleración tangencial
ac aceleración centrípeta
vt velocidad de trayectoria
vy velocidad transversal
I<v>+ I<h>distancia entre ejes
^ ángulo de guiñada
aH ángulo de deslizamiento en el eje trasero
av ángulo de deslizamiento en el eje delantero
F<h>,<x>fuerza longitudinal del neumático en el eje trasero
F<h>, y fuerza perpendicular del neumático en el eje trasero.
Fv, y fuerza perpendicular del neumático en el eje delantero.
8 ángulo de deslizamiento de la rueda delantera
MP polo instantáneo
M0 centro de curvatura
R radio de trayectoria del centro de gravedad.
Claims (14)
1. Procedimiento asistido por ordenador (100) para analizar y/u optimizar un comportamiento de conducción dinámico de un vehículo a probar (1), que presenta los siguientes pasos:
determinación (101) de datos de una trayectoria del vehículo a probar (1), en particular de un centro de gravedad del vehículo a ser probado, así como velocidades de trayectoria en la trayectoria (T) sobre la base de datos del vehículo (1) registrados durante una operación de prueba,
registro de un valor y/o de una curva de valores de al menos una variable física a determinar que caracteriza un comportamiento de conducción dinámico de un vehículo,
simulación (102) de un funcionamiento de un vehículo de referencia (2) mediante un modelo de vehículo del vehículo de referencia (2), de tal manera que el vehículo de referencia (2), en particular un centro de gravedad (SP) del vehículo de referencia (2), durante la simulación describe al menos esencialmente la trayectoria (T) del vehículo a probar (1) con las velocidades de trayectoria determinadas, en el que para al menos un valor de la al menos una variable física a determinar obtenido en la operación de prueba del vehículo sometido a prueba, es calculado un valor correspondiente por simulación mediante el modelo del vehículo,
comparación (103) del vehículo a probar (1) con el vehículo de referencia (2) en lo que concierne a la al menos una variable física a determinar, y
análisis del comportamiento de conducción dinámico del vehículo a probar (1) sobre la base de esta comparación, y evaluación del comportamiento de conducción dinámico del vehículo a probar (1) con respecto al vehículo de referencia (2).
2. Procedimiento (100) según la reivindicación 1, en el que el modelo de vehículo del vehículo de referencia (2) tiene en cuenta al menos un parámetro de los siguientes parámetros:
distancia entre ejes, masa, inercia, rigidez del eje o comportamiento del ángulo de deslizamiento del eje delantero, rigidez del eje o comportamiento del ángulo de deslizamiento del eje trasero, rigidez de balanceo y/o cabeceo, amortiguación de balanceo y/o cabeceo, altura del centro de gravedad sobre la carretera, distribución de carga axial.
3. Procedimiento (100) según la reivindicación 1 o 2, en el que el modelo de vehículo del vehículo de referencia (2) presenta un modelo de dirección.
4. Procedimiento (100) según la reivindicación 3, en el que el modelo de dirección tiene en cuenta al menos un parámetro de los siguientes parámetros:
diámetro del volante, asistencia de dirección, que depende preferentemente del momento de dirección y de la velocidad de conducción, fricción de dirección, que depende preferentemente del ángulo de volante y de la velocidad de conducción, amortiguación de dirección, que depende preferentemente de la velocidad de conducción, inercia de dirección, relación de dirección, que depende preferiblemente de la velocidad de conducción, rastro del neumático que depende del ángulo de deslizamiento, rastro de dirección cinemática.
5. Procedimiento (100) según una de las reivindicaciones 2 a 4, en el que el valor o los valores del al menos un parámetro es seleccionado en función de una clase de vehículo del vehículo de referencia (2).
6. Procedimiento (100) según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 5, en el que el comportamiento de conducción dinámico de vehículos es caracterizado por al menos una propiedad que es seleccionada entre las siguientes propiedades:
comportamiento de respuesta, en particular retardo de respuesta, comportamiento de subviraje, estabilidad, comportamiento de balanceo y/o cabeceo, comportamiento del ángulo de flotación, comportamiento del ángulo de deslizamiento del eje delantero, comportamiento del ángulo de deslizamiento del eje trasero, comportamiento del ángulo de volante, comportamiento del momento de volante, comportamiento de la velocidad de guiñada, comportamiento de aceleración transversal.
7. Procedimiento (100) según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 6, en el que a partir de la comparación se puede derivar o es derivada una evaluación (104) del vehículo a probar (1), en particular indicando rangos de tolerancia y/o desviaciones y/o determinando una variable de evaluación y/o determinando un código de color.
8. Procedimiento (100) según la reivindicación 7, en el que cuanto mayor sea la coincidencia con respecto a la por lo menos una variable física entre el vehículo a probar (1) y el vehículo de referencia (2), mejor será la evaluación.
9. Procedimiento (100) según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 8, en el que la simulación es ejecutada mientras se realiza la operación de prueba, y preferiblemente se tienen en cuenta los resultados de la comparación durante la operación de prueba.
10. Procedimiento (100) según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 9, en el que el modelo de vehículo del vehículo de referencia (2) tiene un grado de libertad de traslación y tiene al menos un grado de libertad de rotación en la dirección Z (guiñada), en la dirección Y (cabeceo) y/o en la dirección X (balanceo) del sistema de referencia.
11. Procedimiento (100) según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 10, en el que la operación de prueba presenta un recorrido de medición de un vehículo (1) real en el tráfico por carretera, en una pista de pruebas o en un banco de pruebas, en particular un banco de pruebas de cadena cinemática, en el que la al menos una variable física es medida directamente y/o derivada, en particular simulada, de otras variables físicas.
12. Programa informático que comprende instrucciones que, cuando son ejecutadas por un ordenador, hacen que este ejecute los pasos de un procedimiento (100) según una de las reivindicaciones 1 a 11.
13. Medio legible por ordenador en el que está almacenado un programa informático según la reivindicación 12.
14. Sistema (10) para analizar y/u optimizar un comportamiento de conducción dinámico de un vehículo a probar (1), que presenta:
medios (11) para determinar datos de una trayectoria (T) del vehículo a probar (1), en particular de un centro de gravedad del vehículo a probar (1), así como velocidades de trayectoria en la trayectoria (T) sobre la base de datos del vehículo a probar (1) registrados durante una operación de prueba y para registrar un valor y/o una curva de valores de al menos una variable física a determinar que caracteriza un comportamiento de conducción dinámico de un vehículo;
medios (12) para simular un funcionamiento de un vehículo de referencia (2) mediante un modelo de vehículo del vehículo de referencia (2), de tal manera que el vehículo de referencia (2), en particular un centro de gravedad (SP) del vehículo de referencia (2), durante la simulación describe al menos esencialmente la trayectoria (T) del vehículo a probar (1) con las velocidades de trayectoria determinadas, en el que para el al menos un valor de la al menos una variable física a determinar obtenido en la operación de prueba del vehículo a probar, es calculado un valor correspondiente por simulación mediante el modelo de vehículo; y
medios (13) para comparar el vehículo a probar (1) con el vehículo de referencia (2) con respecto a la por lo menos una variable física a determinar, y para analizar el comportamiento de conducción dinámico del vehículo a probar (1) sobre la base de esta comparación, y evaluar el comportamiento de conducción dinámico del vehículo a probar (1) con respecto al vehículo de referencia (2).
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