BR102012018260A2

BR102012018260A2 - sistema e mÉtodo de calibragem de pressço em pneus

Info

Publication number: BR102012018260A2
Application number: BRBR102012018260-2A
Authority: BR
Inventors: Tom Dominique Linster
Original assignee: Goodyear Tire & Rubber
Priority date: 2011-07-27
Filing date: 2012-07-23
Publication date: 2013-07-30
Also published as: JP2013028338A; EP2551130A1; US20130030658A1; CN102896983A; CN102896983B

Abstract

SISTEMA E MÉTODO DE CALIBRAGEM DE PRESSçO EM PNEUS. Sistema de calibragem de pneu e mecanismo de utilização para o mesmo que inclui um veículo incorporando de um ou mais sistemas de controle eletrônico de veículo, tal como o sistema de freio anti-travamento; sistema de controle de roda de direção, sistema eletrônico de estabilidade; sistema de controle de suspensão; sistema de posicionamento global. Tem-se a instalação de sistema eletrônico de válvula para ajuste operacional de pneu a pneu com base na pressão de inflação presente no interior da cavidade de pneu em atendimento a um sinal de entrada eletrônico a partir de, pelo menos, um dos sistemas de controle de veículo. A calibragem de inflação de cada pneu altera a configuração de impressão de rodagem da banda de rodagem do pneu correlacionando de maneira otimizada junto a uma ou mais das condições de estrada presentes identificadas atravessadas pelo veículo.

Description

"SISTEMA E MÉTODO DE CALIBRAGEM DE PRESSÃO EM PNEUS”

Campo da Invenção

A invenção se refere, em termos gerais, a um sistema de veículo apresentando uma capacidade de manutenção do ar destinado ao enchimento calibrado junto à pneus para veículos e, mais especificamente, a um sistema e método voltados para ajustes efetuados de forma automática.

Fundamentos da Invenção

As mudanças impostas nas condições rodoviárias podem levar a que o desempenho dos pneus para veículos venha se tornar abaixo da média esperada resultando na insa10 tisfação dos motoristas. Por exemplo, espera-se que os pneus de veículos contribuam de modo otimizado com uma eficiência máxima no gasto de combustível quando percorrendo estradas retas, e secas; deseja-se que haja um desempenho máximo de rendimento junto a estradas apresentando curvas perigosas, e busca-se por um desempenho de boa tração contra pista molhada no caso de estar-se deslocando através de estradas encharcadas. 15 Para se chegar a um pneu apresentando tal versatilidade quanto a um desempenho satisfatório para todas as condições presentes possíveis nas estradas, isso tem-se mostrado, até o presente momento, como um visível problema.

Sumário da Invenção

De acordo com um aspecto da invenção, um sistema de calibragem de pneu e me20 canismo de utilização para um veículo com pneumático instalado inclui um veículo incorporando pelo menos um sistema de controle de veículo eletrônico extraído a partir de um grupo de componentes como: sistema de freio anti-travamento; sistema de controle de roda de direção, sistema de estabilidade eletrônica; sistema de controle de suspensão; sistema de posicionamento global; e sistema eletrônico de válvula instalado para ajuste operacional de 25 pneu para pneu com base na pressão de inflação presente no interior de cada cavidade de pneu respondendo a um sinal de entrada eletrônico advindo, pelo menos, de um dos sistemas de controle do veículo.

Em um outro aspecto, o sistema de controle de veículo operacionalmentetaz a detecção em tempo real de um conjunto de condições de estrada pré-determinadas que pos30 sam ser identificáveis, ou de uma ou mais das condições da estrada presentemente identificadas freqüentadas pelo veículo, com acionamento operacional do sistema eletrônico de válvulas para calibragem da pressão de inflação no interior de cada pneu até o ajuste de uma inflação otimizada em relação a condição presente identificada para a estrada.

Em um outro aspecto adicional, o sistema eletrônico de válvulas inclui de um ou mais pares de unidades de compressor e componentes de válvulas acoplados, com a unidade de compressor bombeando ar em atendimento a um sinal de entrada eletrônico através do componente de válvula e em direção a uma cavidade no pneu. O conjunto de condições de estrada identificáveis pré-determinadas, de acordo com outro aspecto da invenção, inclui curvatura da estrada, condição da superfície da estrada, e características de fricção da estrada, com o sistema eletrônico de válvula calibrando a pressão de inflação no interior de cada pneu para operacionalmente fazer a reconfiguração da 5 banda de rodagem do pneu levando a uma configuração com desempenho otimizado da banda de rodagem do pneu para as condições de estrada presentemente identificadas.

Definições

“Taxa de alongamento” do pneu representando a taxa de altura de sua seção (SH) pela largura de seção (SW) multiplicada por um fator de 100 por cento expressando um percentual.

“Banda de rodagem assimétrica” significando uma banda de rodagem apresentando um padrão fora de simetria em torno do plano central ou do plano equatorial EP do pneu.

“Axial” e “axialmente” significam linhas ou direções paralelas ao eixo de rotação do

pneu.

“Tecido de náilon de monofilamento” consistindo de uma estreita tira de material co

locada em torno da parte externa do talão de pneumático dando proteção as lonas de cordões de virem a se desgastar e serem cortadas pelo aro, distribuindo a flexibilidade para acima do aro.

“Circunferencial” significando linhas ou direções se estendendo ao longo do perímetro da superfície da perpendicular a banda de rodagem anular junto a direção axial.

“Centro de Plano Equatorial (CP)” significando a perpendicular ao plano do eixo de rotação do pneu e passando através do centro da banda de rodagem.

“Impressão de Rodagem do Pneu” significando a mancha de contato ou área de contato da banda de rodagem do pneu com uma superfície plana sob velocidade nula e sob condições normais de carga e pressão.

"Ranhura” significando uma área vazia alongada em um pneu dimensionado e configurado em seção para admissão de um tubo de ar no mesmo.

“Lado interno do painel” significando o lado do pneu mais prôxTmo dO veículo quando o pneu se encontra instalado em uma roda com a roda já instalada no veículo.

“Lateral” significando uma direção axial.

“Bordas laterais” significando uma linha tangente junto à mancha de contato da banda de rodagem axialmente na parte mais externa ou a impressão de rodagem do pneu aferida sob condições normais de carga e inflação de pneu, com as linhas se apresentando paralelas ao plano central equatorial.

“Área de contato líquida” significando a área total dos elementos da banda de roda

gem contactando o terreno entre as bordas laterais em torno de toda a circunferência da banda de rodagem dividida pela área bruta de toda a banda de rodagem entre as bordas laterais.

“Banda de rodagem sem direcionalidade” significando uma banda de rodagem que não apresenta uma direção preferencial de deslocamento, e que não necessita de vir a ter as rodas do veículo posicionadas em uma específica posição ou posições para assegurar 5 que haja o alinhamento do padrão da banda de rodagem junto a uma direção de percurso preferida. De maneira inversa, um padrão direcional para banda de rodagem já incorpora uma direção de percurso preferida necessitando de posicionamento específicos para as rodas.

“Lado do painel externo” significando que o lado do pneu se apresentando mais afastado do veículo quando o pneu vem a ser instalado em uma roda, estando a roda instalada no veículo.

“Peristáltico” significa operar por meio de contrações em formato de onda vindo a propelir a matéria interiormente contida como o ar, ao longo dos trajetos tubulares.

“Radial” e “radialmente” significam direções radialmente direcionadas ou afastadas do eixo de rotação do pneu.

“Raia” significando uma tira de borracha se estendendo circunferenciaImente junto à banda de rodagem definida por pelo menos uma ranhura circunferencial e através tanto de uma segunda ranhura ou uma borda lateral, a tira apresentando-se lateralmente sem divisões por meio de ranhuras totalmente embutidas.

“Estria” significando pequenas fendas moldadas nos elementos de banda de roda

gem do pneu que subdividem a superfície da banda de rodagem e melhorar a tração, as estrias apresentam-se, em geral, com impressões de rodagem mais próximas diferenciadamente das ranhuras que se apresentam destacadas nas impressões de rodagem do pneu.

“Elemento de banda de rodagem” ou “elemento de tração” significam uma raia ou um elemento de bloco definido por incorporar ranhuras adjacentes em formato.

“Largura do arco da banda de rodagem” significando a extensão do arco da banda de rodagem de acordo com a aferição efetuada entre as bordas laterais da banda de rodagem.

Breve Descrição dos Desenhos A invenção será descrita como forma de exemplo e tendo como referência os dese

nhos de acompanhamento, aonde:

a Figura 1 consiste de uma vista em perspectiva de um veículo fazendo uso do sistema de calibragem em questão.

A Figura 2 consiste de uma vista esquemática do sistema.

A Figura 3 consiste de uma vista plana de uma impressão de rodagem da banda de

rodagem em uma situação de baixa inflação.

A Figura 3B consiste de uma vista plana de uma impressão de rodagem da banda de rodagem do pneu para uma situação de inflação normal.

A Figura 3C consiste de uma vista plana de uma impressão de rodagem de banda de rodagem de pneu em uma situação de inflação excessiva.

A Figura 4 consiste de uma vista esquemática do sistema em uma configuração de sistema de válvulas.

A Figura 4A consiste de uma vista em seção através da unidade de válvula da Figura 4 considerada ao longo da linha 4A-4A.

A Figura 5 consiste de uma vista esquemática do sistema em uma configuração de sistema bivalvular;

A Figura 5A consiste de uma vista em seção através do conjunto de válvula da Fi

gura 5 considerada ao longo da linha 5A-5A.

A Figura 5B consiste de uma vista em seção através da válvula de exaustão da Figura 5 considerada ao longo da linha 5B-5B.

Descrição Detalhada da Invenção Tendo-se, inicialmente, como referência as Figuras 1 e 2, a instalação de pneus 12,

14, 16 e 18 vem a ser efetuada junto a uma construção convencional de veículo. Muito embora seja mostrada a configuração de um veículo destinado a passageiros, a invenção em pauta pode da mesma forma encontrar aplicação em categorias de veículos alternativos, tal como caminhões comerciais e equipamento para estradas radicais. O veículo 10 vem a ser 20 equipado convencionalmente contendo um computador no painel 20 e um ou mais sistemas incorporados junto ao veículo, tais como sistema de freio anti-travamento 22 (ABS)1 programa eletrônico para a suspensão 24 (ESP) e/ou sistema de posicionamento global 26 (GPS). Tais tipos de sistemas são conectados eletronicamente ao um computador 20 e fornecem controle aos sistemas do veículo ou geração de informação capacitando o usuário quando a 25 operação do veículo. Por exemplo, o sistema ABS proporciona controle da frenagem veicular em certas condições operacionais; o ESP fornece com um ajuste automático da suspensão junto ao veículo; e a informação GPS é útil para o operador calcular a rota e ter o seu posicionamento.

Conforme visto nas Figuras 4 e 5, os pneus 12, 14, 16 e 18 apresentam uma cons30 trução convencional, cada qual incorporando um par de paredes laterais 42, 44 se estendendo a partir da banda de rodagem 48, 50 respectiva até a banda de rodagem circunferenciaí do pneu 46. O pneu apresenta uma cavidade 52 embutida que vem a ser inflada até uma pressão de ar desejada com cada pneu sendo instalado em um aro 54. Durante a operação do veículo, cada pneu forma uma impressão de rodagem de pneu na superfície do 35 terreno. Conforme pode ser visto nas Figuras de 3A até 3C, a área de superfície da impressão de rodagem do pneu medida em milímetros varia de acordo com o nível de inflação do pneu; a Figura 3A apresenta a impressão de rodagem 32 gerada nos lados opostos da linha central do pneu CL a partir de um pneu com baixa inflação; a Figura 3B mostra a impressão de rodagem 38 gerada nos lados opostos da linha central CL do pneu a partir de uma condição de pneu normalmente inflado; e a Figura 3C apresenta a impressão de rodagem 40 gerada em lados opostos da linha central CL do pneu a partir do pneu com inflação excessiva.

A área de superfície da impressão de rodagem 32 vem a ser maior do que a impressão de rodagem 38 que, por sua vez, vem a ser maior do que a impressão de rodagem 40. Em geral, quanto maior o nível de inflação do pneu, menor será a impressão de rodagem gerada pelo padrão de banda de rodagem.

A banda de rodagem do pneu formando as impressões de rodagem das Figuras de 3A a 3C é construída a partir de um padrão de ranhuras 34 e de elementos de estrias 36. A diferenciação dos níveis de inflação do pneu geram diferenciadas impressões de rodagem por meio do padrão da banda de rodagem conforme observado nas Figuras de 3A a 3C, cada uma das quais tendo uma preferenciabilidade para um dado respectivo conjunto de condições de estrada e da superfície desa estrada, Por exemplo, a impressão de rodagem 32 pertinente à Figura 3A, caracterizada como a impressão de rodagem mais ampla gerada por um pneu em estado sub-inflado, irá resultar em um pneu exibindo um desempenho de resistência a rolagem moderado, desempenho de manuseio dentro do padrão, e características excelentes quanto ao agarramento sob pista molhada/seca. Para o caso de uma estrada apresentando um perfil de percurso em curva e/ou condições de superfície molhada, a impressão de rodagem da Figura 3A pode ser a preferida. A impressão de rodagem 38 da Figura 3B produzida por um pneu inflado normalmente, por outro lado, irá resultar em um pneu exibindo nível normal quanto a resistência a rolagem, excelente manuseio, e nível normal de agarramento para pista molhada/seca. A impressão de rodagem 40 da Figura 3C produzida por um nível de inflação excessivo se apresentara mais redonda e resultará em um pneu exibindo uma resistência de rolagem e manuseio muito bons e agarramento em pista seca/molhada a um nível normal. Dependendo da topografia da estrada e das condições de sua superfície, consequentemente, pode-se considerar que um dos três tipos de configurações de impressão de rodagem terão preterência em relação as outras duas: Deve-se entender que configurações de impressão de rodagem intermediárias podem ser desejáveis com a calibragem da pressão de inflação para se chegar a obtenção daquelas configurações.

Os sistemas eletrônicos de um veículo, tais como o ABS e ESP e GPS podem ser utilizados para identificação da topografia da estrada e das condições de superfície encontradas pelo veículo em tempo real. Um conjunto de condições de estrada identificáveis pré35 determinadas pode ser programado junto ao computador 20. Os sistemas ABS, ESP, e GPS podem ser usados para ingresso de informação da condição da estrada no computador em tempo real a partir de onde uma condição de estrada presentemente identificada pode vir a ser assegurada a partir do conjunto de condições de estrada identificáveis armazenado. Uma vez efetuada a identificação da condição de estrada presente (topografia e condição de superfície), pode-se estabelecer uma impressão de rodagem preferida para cada um dos pneus para melhor vir a atender a condição de estrada presente.

Diante da invenção, tendo-se como referência as Figuras 4 e 4A, cada um dos

pneus 12, 14, 16 e 18 vem a serem equipados com um ou mais sistemas eletrônicos de válvulas controladas remotamente 30. Os sistemas valvulares 30 são empregados para calibragem da pressão de inflação de cada posicionamento individual de pneu, de acordo com a entrada dada do sistema de controle eletrônico do veículo (ABS, ESP, roda de direção, GPS 10 para cálculo da rota e localização de posicionamento). O sistema de válvula 30 pode se constituir em um sistema de válvula simples destinado a entrada e saída de ar da cavidade de pneu 52, conforme mostrado nas Figuras 4 e 4A, ou no caso de precisar-se de resposta mais rápida, pode haver uma válvula destinada a realizar a inflação e uma válvula separada para efetuar a desinflação do pneu rapidamente, de acordo com o controle de suspensão do 15 veículo, conforme mostrado nas Figuras 5, 5A e 5B. Em um sistema de válvula, este sistema de válvula inclui um corpo de válvula alongado 62 instalado para se prolongar através do aro 54. O corpo 62 inclui uma cabeça de retenção alargada 64 confinando uma superfície externa do aro 54, um flange de retenção 66 confinando uma superfície interna do aro 54, com o corpo 62 se estendendo até uma extremidade dianteira 68 para o interior da cavidade 52. 20 Uma passagem axial para o ar 70 se estende através do corpo 62 e dá condições a que o ar escoe através do corpo 62 para o interior da cavidade 52, conforme mostrado pela seta 58 e dá condições a que o ar escoe em uma direção reversa através do corpo 62 a partir da cavidade 52, conforme mostrado pela seta 60.

No corpo de válvula 62, aloja-se um pequeno compressor/bomba 72 acoplado a 25 uma válvula de abertura/fechamento 74 de modelo comercialmente disponível. O compressor/bomba é controlado eletronicamente para vir a aumentar ou reduzir a inflação do pneu através da passagem direcional do ar através da válvula entrando e vindo da cavidade de pneu. A força elétrica destinado ao compressor 72 pode vir a ser fornecida através defiação ou por técnicas conhecidas que dispensam o uso de fios.

As Figuras 5, 5A e 5B apresentam um sistema bivalvular aonde um componente de

válvula de ingresso apresentado na Figura 5B incorpora uma válvula de ingresso 86 acoplada ao transceptor 80 para abertura dando condição ao escoamento do ar ao interior da cavidade 52, conforme salientado pela seta 58. Um segundo componente de válvula vem a ser instalado no interior do aro 54 e inclui a bomba/compressor 84, o componente de válvula 82, 35 e um transceptor 80. O segundo componente de válvula 60 mostrado na Figura 5A se abre para dar condição ao escoamento de ar através do trajeto de passagem da válvula na direção 60 reduzindo a pressão de ar no interior do pneu. Pode-se empregar uma maior quantidade de conjuntos de válvulas 30 do que a quantidade apresentada para o devido aumento da calibragem de inflação, caso seja desejado.

A partir da descrição fornecida, pode-se apreciar que o ajuste da impressão de rodagem efetuado para cada pneu através da alteração da pressão de inflação atinge múlti5 pias vantagens. O desempenho e segurança quanto ao quesito ambiental do veículo vem a ser acentuado pelo ajuste em tempo real da pressão de inflação do pneu. Através do sistema de calibragem de inflação, o veículo pode ser projetado para funcionar com máxima eficiência de consumo de combustível, quando a topografia da estrada e as condições de sua superfície assim permitirem. No caso de estradas com curvas, o sistema promove um ajuste 10 da pressão de inflação e da impressão de rodagem para dar condições a que o veículo funcione com as melhores características de manuseio. Durante a chuva ou sob condições de estrada molhada, o sistema efetua o ajuste da pressão de inflação do pneu e da impressão de rodagem para funcionar sob um nível máximo de agarramento. Além disso, o sistema poderá ser útil para a manutenção de uma desejada pressão de inflação, ou de impressão 15 de rodagem, dos pneus mesmo no caso de presença de um pneu defeituoso com perda de ar. Em tal caso, a bomba/compressor de inflação irá bombear ar para dentro do pneu com maior frequência ou continuamente para compensação da perda de ar em função desse escapamento.

Variações da presente invenção são possíveis em vista da descrição do material 20 disponibilizado pelo relatório descritivo. Enquanto que certas modalidades e detalhes representativos hajam sido apresentados para fins ilustrativos da invenção em pauta, deve ficar evidenciado aos especialistas da área que diversas alterações e modificações podem ser efetuadas sem haver o desvio do escopo da invenção em questão. Portanto, pode-se entender que mudanças podem ser efetuadas junto as modalidades em particular descritas 25 vindo a estarem inseridas dentro do total escopo pretendido da invenção, definida de acordo com o quadro de reivindicações em apenso.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de calibragem de pneu voltado para um veículo com pneu instalado, CARACTERIZADO pelo fato de compreender: veículo incorporando pelo menos um sistema de controle eletrônico para veículo considerado a partir do grupo de componentes: sistema de freio anti-travamento; sistema de controle de roda de direção, sistema eletrônico de estabilidade; sistema de controle de suspensão; sistema de posicionamento global; pluralidade de pneus sustentando o veículo, com cada pneu compreendendo uma região de banda de rodagem de pneu circunferencial e paredes laterais encerrando uma cavidade de pneu inflado por pressão de inflação; sistema eletrônico de válvulas instalado para ajuste operacional de pneu a pneu com base na pressão de inflação no interior da cavidade de pneu em cada pluralidade de pneus atendendo a um sinal de entrada eletrônico a partir de, pelo menos, um dos sistemas de controle do veículo.

2. Sistema de calibragem de pneu, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato do sistema de controle do veículo detectar operacionalmente em tempo real um conjunto de condições de estrada identificáveis pré-determinadas para, pelo menos, uma condição de estrada presente identificada atravessada pelo veículo.

3. Sistema de calibragem de pneu, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato do sistema de controle de veículo operar no acionamento do sistema eletrônico de válvula ajustando a pressão de inflação no interior de cada pluralidade de pneus para uma inflação otimizada para, pelo menos, um condição de estrada presente identificada.

4. Sistema de calibragem de pneu, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato do sistema eletrônico de válvulas compreender, pelo menos, de uma unidade de compressor e componente de válvula acoplados, com a unidade de compressor fando o bombeamento de ar em atendimento a um sinal de entrada eletrônico ãtravês do componente de válvula e~etn direção â cavidade do pneu.

5. Sistema de calibragem do pneu, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato do conjunto de condições de estrada identificáveis prédeterminadas incluírem a curvatura da estrada, a condição de superfície da estrada, e as características de fricção da estrada.

6. Sistema de calibragem de pneu, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato do sistema eletrônico de válvula calibrar a pressão de inflação no interior da pluralidade de pneus reconfigurando operacionalmente a impressão de rodagem da banda de rodagem do pneu para um desempenho otimizado para a banda de rodagem do pneu para, pelo menos, uma das condições de estrada presentemente identificada.

7. Método de calibragem do desempenho do pneu em um veículo com pneu instalado, CARACTERIZADO pelo fato de: utilizar-se, pelo menos, um sistema de controle eletrônico do veículo efetuado a partir do grupo de componentes: sistema de freio anti-travamento; sistema de controle de roda de direção, sistema eletrônico de estabilidade; sistema de controle de suspensão; sistema de posicionamento global para monitoração em tempo real de uma pluralidade de parâmetros influenciando no desempenho do veículo; dar-se suporte ao veículo através de uma pluralidade de pneus, com cada pneu compreendendo uma região de banda de rodagem de pneu circunferencial e paredes laterais encerrando uma cavidade de pneu inflado até a uma pressão de inflação; efetuar o acionamento de um sistema eletrônico de válvulas instalado para ajuste seletivo em tempo real de pneu a pneu com base na pressão de inflação no interior da cavidade de pneu em cada pluralidade de pneus atendendo a um sinal de entrada eletrônico a partir de, pelo menos, um dos sistemas de controle do veículo.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda a detecção em tempo real pelo sistema de controle do veículo a partir de um conjunto de condições de estrada identificáveis pré-determinadas junto a, pelo menos, uma condição de estrada presente identificada, associando cada uma das condições de estrada identificáveis com uma configuração de impressão de rodagem de banda de rodagem de pneu pré-identificada otimizada.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda acionamento do sistema eletrônico de válvulas através do sistema de controle do veículo calibrando a pressão interna no interior da pluralidade de pneus para a reconfiguração da impressão de rodagem da banda de rodagem do pneu e proporcionando com um desempenho otimizado da banda de rodagem do pneu para, pelo menos, uma condição de estrada presente identificada.

10. Método, de acordo com a reivmdtcação 9, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda a utilização de, pelo menos, uma unidade de compressor e componente de válvula acoplados no interior do sistema eletrônico de válvula, com a unidade de compressor atendendo um sinal de entrada eletrônico através do componente de válvula e em sentido à cavidade do pneu; definindo o conjunto de condições de estrada identificáveis prédeterminadas com inclusão da curvatura da estrada, condições de superfície da estrada, e características de fricção da estrada.