Columna de dirección con sistema de retroalimentación para simuladores.

1. Dispositivo de columna de dirección con respuesta de retroalimentación para su uso en un simulador de conducción de automóvil o de maquinaria formado por un motor de corriente alterna,

cableado en jaula de ardilla y gobernado por un variador y una tarjeta programable.

2. Dispositivo de columna de dirección según las reivindicaciones 1 y 2 caracterizado por formar parte un sistema modular que permite integrar todos los componentes de un simulador, en el que los bloques se conectan en una disposición en estrella, de modo que se puede sustituir un módulo por personal no especializado sin influir en los demás.

Columna de dirección con sistema de retroalimentación para simuladores.

La presente invención se refiere a una columna de dirección, y más particularmente a una columna de dirección para su uso en un simulador de conducción de automóvil o de maquinaria.

La particularidad de esta invención es que usa una combinación de motor de corriente alterna trifásico, con cableado en jaula de ardilla, reductora, vaciador inversor, encoder, fin de carrera y tarjeta programable de una manera novedosa.

Actualmente existen columnas de dirección con sistemas de retroalimentación para simulación de conducción, pero usan otro tipo de motores. Por un lado están las columnas con servomotores. Estas permiten un control preciso de la respuesta del volante aunque presentan el inconveniente de que son motores de alto coste.

También se pueden encontrar columnas con motores de corriente continua. Existen columnas, sobre todo para el mercado recreativo electrónico, que usan motores de corriente continua con puente en H para la generación de los efectos de retroalimentación. Estos motores son de bajo coste pero presentan una serie de inconvenientes: Los motores tienen una potencia reducida. Los fines de carrera, para ser firmes, han de incorporar un mecanismo físico, lo que introduce una mayor complejidad mecánica y no permite su adaptación según el vehículo simulado.

Por otro lado, los motores de escobillas están sujetos a desgaste. Esto limita su uso para aplicaciones de formación en que su uso es prolongado.

Por último, los motores de puente en H pueden variar solo el sentido y la velocidad de movimiento. No son capaces de dar un par en estático. Esto introduce retardos en la respuesta y limita las posibilidades de los efectos a simular, en particular de la dureza del volante.

Por lo tanto, la presente invención tiene el cometido de presentar una columna de dirección para su uso en simuladores profesionales dedicados a la formación de conductores, que sea capaz de leer la posición de un volante y transmitirla a un software de simulación y dar una respuesta al usuario, en función de los comandos de la simulación, mediante movimientos y variaciones en el par de la misma.

De acuerdo con esto, se presenta una columna de dirección que comprende un motor de corriente alterna trifásico, con cableado en jaula de ardilla, reductora, vaciador inversor, encoder, fin de carrera y tarjeta programable.

Los motores de alterna están muy extendidos para su uso industrial. Son una opción que combina bajo coste, gran robustez mecánica y disponibilidad de potencia.

A diferencia de lo que ocurría con las columnas con motores de corriente continua con puente en H, el presente sistema no tiene ningún elemento que provoque rozamiento, por lo que es muy resistente al desgaste.

El presente dispositivo permite además variar el par del motor con independencia de su estado estático y en movimiento. De esta forma se consigue variar la dureza de la dirección así como la velocidad de respuesta del volante en función de su posición y de las condiciones de la simulación, obteniendo así unos efectos de simulación mucho más realistas.

El bloque de columna de dirección es además parte de un sistema modular que permite integrar todos los componentes del simulador. Los bloques se conectan en una disposición en estrella, de modo que se puede sustituir un módulo por personal no especializado sin influir en los demás.

La constitución, características y otras ventajas de la presente invención se comprenderán mejor con la siguiente descripción del ejemplo de realización mostrado en la figura adjunta.

Como se puede observar en la figura 1, se presenta un sistema de columna de dirección. En el encendido del sistema, el motor (2) gira hasta que un testigo pasa por un sensor inductivo (5) marcando un fin de carrera. A partir de este momento el sensor tipo encoder, situado en el eje del motor, lee las vueltas que da el motor, información que usa una tarjeta programada (4) para inferir la posición del volante. Hay que destacar que al estar el sensor encoder fijado al eje del motor y usarse una reductora mecánica, el nivel de resolución del sensor es multiplicado por el factor de reducción. Asimismo esta reductora es un sistema rígido de desmultiplicación que nos permite disponer de un mayor par y ajustar la velocidad de giro ideal del motor (2) a la precisa en el volante.

Mediante una variación vectorial de la intensidad que llega a cada fase del motor de alterna en jaula de ardilla se controla la respuesta de este y los efectos de retroalimentación. Estos comandos se generan en una tarjeta programada y son convertidos en ordenes al motor en el variador inversor (3) . Este sistema permite variar el par del motor con independencia de su estado estático y en movimiento. De esta manera conseguimos variar

dinámicamente los fines de carrera. Gracias a la reductora el motor tiene suficiente potencia para ser imposible de girar. Al tener control continuo del par en estático podemos marcar un punto como fin de carrera. Este punto puede ser ajustado por software según el vehículo simulado. Además se consigue también variar dinámica la dureza de la dirección. Con independencia de la condición dinámica del volante podemos ajustar la dureza según las condiciones de la simulación.

Por otro lado, también será posible variar la velocidad de respuesta del volante en función de su posición y de las condiciones de la simulación.

El sistema de control de posición del motor está integrado en el mismo, tiene una gran resolución por su posición en el conjunto mecánico y suministra datos tanto para la respuesta del motor como para uso de la simulación.

El conjunto motor reductora es suficientemente resistente como para no necesitar elementos adicionales para la sujeción del eje de la dirección.

1. Dispositivo de columna de dirección con respuesta de retroalimentación para su uso en un simulador de conducción de automóvil o de maquinaria formado por un motor de corriente alterna, cableado en jaula de ardilla y gobernado por un variador y una tarjeta programable.

2. Dispositivo de columna de dirección según la reivindicación 1 caracterizado por formar parte un sistema modular que permite integrar todos los componentes de un simulador, en el que los bloques se conectan en una disposición en estrella, de modo que se puede sustituir un módulo por personal no especializado sin influir en los demás.