BR102013022532A2 - sistema e método de estimativa de carga de parede lateral de pneu - Google Patents

Abstract

sistema e método de estlmatlva de carga de parede lateral de pneu” trata-se de um sistema e método de estimar uma carga produzida sobre um pneu de veículo que inclui um sensor de medida de pressão de inflação fixado no pneu para medir um nivel de pressão de inflação de cavidade de pneu; e um ou mais sensores de medida de deformação de filme piezoelétrico montados em uma ou ambas as paredes laterais de pneu. o sensor de medida de deformação gera dentro da área de conato de pneu um sinal de de- formação que possui um nivel de potência de sinal indicativo de um nivel de deformação de parede lateral dentro da marca de contato de área de contato. mapas de potência de carga ajustados à pressão de inflação de pneu são gerados e armazenados no pneu, os mapas correlacionam uma faixa de níveis de carga a uma faixa de níveis de potência de sinal, com isso permite-se de modo operacional que um nível de carga seja identificado para cada nivel de potência de sinal em uma base ajustada de pressão de inflação.

Description

“SISTEMA E MÉTODO DE ESTIMATIVA DE CARGA DE PAREDE LATERAL DE PNEU” Campo da Invenção A invenção refere-se geralmente a sistemas de monitoramento de pneus para coletar dados de parâmetro de pneu medidos durante a operação de veículo e, mais particularmente, a sistemas para estimar a carga de pneu de veículo através de uma parede lateral de pneu com base nessas medidas.

Antecedentes da Invenção Os pneus montados em veículos podem ser monitorados por sistemas de monitoramento de pressão dos pneus (TPMS) que medem os parâmetros de pneu como a pressão e temperatura durante a operação do veículo. Os dados de sistemas equipados com pneus TPMS são usados para verificar o estado de um pneu com base nos parâmetros de pneu medidos e alertar o motorista das condições, como baixa pressão de pneu ou vazamento, que pode exigir manutenção corretiva. Sensores são instalados dentro de cada pneu em um estágio de pré-cura de fabricação de pneu ou em uma montagem pós-cura no pneu.

Outros fatores como carga de pneu são considerações importantes para a operação e segurança do veículo. Consequentemente, deseja-se ainda medir a carga de pneu e comunicar as informações de carga a um operador do veículo em conjunto com os parâmetros de pneu medidos de pressão e temperatura.

Sumário da Invenção Em um aspecto da invenção, proporciona-se um sistema e método para estimar uma carga produzida em um pneu do veículo. O sistema inclui um sensor de medida de pressão de inflação fixado no pneu para medir um nível de pressão de inflação de cavidade de pneu; e um ou mais sensores de medida de deformação de filme piezoelétrico montados em uma parede lateral do pneu. O sensor de medida de deformação gera dentro da área de contato de pneu um sinal de deformação que possui um nível de potência de sinal indicativo de um nível de deformação de parede lateral dentro da marca de contato de área de contato. Mapas de potência de carga ajustados para pressão de inflação de pneu são gerados e armazenados no pneu, os mapas correlacionam uma faixa de níveis de carga a uma faixa de níveis de potência de sinal, com isso permite-se operativamente que um nível de carga seja identificado para cada nível de potência de sinal em uma base ajustada de pressão de inflação.

Em outro aspecto da invenção, um sensor de medida de deformação é montado em cada parede lateral e uma média do nível de potência de sinal de cada sensor é usado para fazer referência aos mapas de potência de carga de modo a identificar um nível de carga correspondente em uma base ajustada de pressão de inflação de pneu.

Definições “ANN” ou “Rede Neural Artificial” é uma ferramenta adaptativa para modelagem de dados estatísticos não lineares que muda sua estrutura com base em informações externas ou internas que fluem através de uma rede durante uma fase de aprendizagem. As redes neurais ANN são ferramentas de modelagem de dados estatísticos não lineares usadas para modelar relações complexas entre entradas e saídas ou para encontrar padrões em dados. “Razão de aspecto” do pneu significa a razão de sua altura de seção (SH) para sua largura de seção (SW) multiplicada por 100 por cento para expressão como uma porcentagem. “Banda de rodagem assimétrica” significa uma banda de rodagem que possui um padrão de banda de rodagem não simétrico em torno do plano central ou equatorial EP do pneu. “Axial” e “axialmente” significa linhas ou direções que são paralelas ao eixo geométrico de rotação do pneu. “Crivo” é uma tira estreita de material colocada em torno da parte externa de um talão de pneu para proteger as lonas contra o desgaste e corte contra o aro e distribuir a fle-xão sobre o aro. “Circunferencial” significa linhas ou direções que se estendem ao longo do perímetro da superfície da banda de rodagem anular perpendicular à direção axial. “Plano Central Equatorial (CP)” significa o plano perpendicular ao eixo geométrico de rotação do pneu e atravessa o centro da banda de rodagem. “Área de Contato” significa a marca de contato ou área de contato criada pela banda de rodagem do pneu com uma superfície plana à medida que o pneu gira ou roda. “Sulco” significa uma área vazia alongada em uma parede do pneu que pode se estender de forma circunferencial ou lateral em torno da parede de pneu. A “largura de sulco” é igual à sua largura média sobre seu comprimento. Um sulco é dimensionado para acomodar um tubo de ar como descrito. “Lado interno” significa o lado do pneu mais próximo ao veículo quando o pneu estiver montado em uma roda e a roda estiver montada no veículo. “Lateral” significa uma direção axial. “Bordas laterais” significa uma linha tangente à marca ou área de contato de banda de rodagem axialmente mais externa como medido sob carga e inflação de pneu normais, sendo que as linhas são paralelas ao plano centrai equatorial. “Área de contato líquida” significa a área total de elementos de banda de rodagem de contato com o solo 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 não direcional” significa uma banda de rodagem que não pos- sui direção preferida de movimento para frente e não exige-se que essa seja posicionada em um veículo em uma posição ou posições de roda específicas para garantir que o padrão de banda de rodagem seja alinhado com a direção preferida de movimento. Em contrapartida, um padrão de banda de rodagem direcional possui uma direção preferida de movimento que exige o posicionamento de roda específico. “Lado externo” significa o lado do pneu mais distante do veículo quando o pneu estiver montado em uma roda e a roda estiver montada no veículo. “Peristáltico” significa operação por meio de contrações tipo ondas que propelem a matéria contida, como ar, ao longo de trajetórias tubulares. “Sensor de Filme Piezoelétrico” é um dispositivo sob a forma de um corpo de filme que usa o efeito piezoelétrico atuado por uma flexão do corpo de filme para medir a pressão, aceleração, deformação ou força mediante a conversão em uma carga elétrica. “Radial” e “radialmente" significam direções radialmente voltadas para ou distantes do eixo geométrico de rotação do pneu. “Nervura” significa uma tira de extensão circunferencial de borracha sobre a banda de rodagem que é definida por pelo menos um sulco circunferencial e um segundo sulco ou uma borda lateral, sendo que a tira não é lateralmente dividida por sulcos profundos. “Ranhura transversal” significa pequenas fendas moldadas nos elementos de banda de rodagem do pneu que subdividem a superfície de banda de rodagem e aumentam a tração, as ranhuras transversais são geralmente estreitas em largura e se fecham na área de contato de pneus ao contrário de sulcos que permanecem abertos na área de contato do pneu. “Elemento de banda de rodagem” ou “elemento de tração” significa uma nervura ou um elemento de bloqueio definido com um formato de sulcos adjacentes. “Largura de Arco de Banda de Rodagem” significa o comprimento de arco da banda de rodagem como medido entre as bordas laterais da banda de rodagem.

Breve Descrição dos Desenhos A invenção será descrita a título de exemplo e com referência aos desenhos em anexo, nos quais: A Figura 1 é uma vista diagramática de um pneu em corte transversal, um pneu de rolamento que mostra designações em grau azimute; e um gráfico de dependência de carga em que a deformação de cisalhamento no pneu é representada em gráfico contra azimute para três cargas de pneu diferentes. A Figura 2 é um gráfico de potência de sinal total por revolução a partir da inclinação de sensor piezoelétrico com a parede lateral de pneu, que mostra a potência normalizada (db) contra Número de Revoluções (N) para os três casos de nível de carga representativos selecionados para ilustração. A Figura 3 é uma representação díagramática de um pneu em corte transversal, um pneu de rolamento que mostra designações em grau azimute; e um gráfico de estudo de dependência de ângulo de deriva de deformação de cisalhamento vs. azimute (Graus) para as três linhas de dados de ângulo de deriva em uma carga de pneu de 1000 libras (453,59 kg). A Figura 4 é um gráfico de potência de sinal total por revolução da inclinação de sensor piezoelétrico com a parede lateral de pneu, que mostra a Potência Normalizada (db) representada contra o Número de Revoluções (N) para os três ângulos de deriva representativos selecionados para ilustração em 1000 libras (453,59 kg) de carga. A Figura 5 é uma representação díagramática de um pneu em corte transversal durante a curva, um pneu de rolamento que mostra designações em grau azimute; e um gráfico de estudo de dependência de ângulo de deriva de deformação de cisalhamento vs. azimute (Graus) para as três linhas de dados de ângulo de deriva em uma carga de pneu de 1000 libras (453,59 kg). A Figura 6A é um gráfico de Potência Normalizada vs. Número de Revoluções [N] de um sensor-3 de parede lateral interna para os três ângulos de deriva em uma carga de pneu de 1000 libras (453,59 kg). A Figura 6B é um gráfico de Potência Normalizada Power vs. Número de Revoluções [N] de um sensor-3 de parede lateral externa para os três ângulos de deriva em uma carga de pneu de 1000 libras (453,59 kg). A Figura 6C é um gráfico de Potência Média que mostra a Potência Normalizada [dB] vs. Número de Revoluções [N]. A Figura 7 é uma representação díagramática de um pneu em curva com o sensor-3 de parede lateral interna e o sensor-5 de parede lateral externa na posição e um gráfico de Potência Média que mostra a Potência Normalizada [dB] vs. Número de Revoluções [N] para três níveis de carga diferentes. A Figura 8A é um gráfico que mostra a deformação de cisalhamento vs. Azimute [Graus] em uma parede lateral de pneu desenvolvida utilizando um Sinal de Sensor Virtual FEA. A Figura 8B é um gráfico de Conjunto de Dados de Sensor que mostra a Aceleração {V} vs. Azimute [Graus] de um Sinal de sensor piezoelétrico. A Figura 9A é uma representação díagramática de Localização de Sensor ao longo de uma superfície interna de pneu e os locais de montagem dos sensores enumerados. A Figura 9B é uma vista de representação esquemática de um sensor piezoelétrico. A Figura 10A consiste em gráficos de dados experimentais de carga aplicada, pressão de pneu, e amplitude de sinal para velocidade de pneu de 10 mph, em 110 psi. A Figura 10B consiste em gráficos de dados experimentais da velocidade de pneu de 20 em 110 psi. A Figura 10C consiste em gráficos de dados experimentais da velocidade de pneu de 30 mph em 110 psi. A Figura 10D consiste em gráficos de dados experimentais da velocidade de pneu de 40 mph em 110 psi. A Figura 11A consiste em gráficos de dados experimentais de carga aplicada, pressão de pneu, e amplitude de sinal para velocidade de pneu de 10 mph, em 100 psi. A Figura 11B consiste em gráficos de dados experimentais da velocidade de pneu de 20 mph em 100 psi. A Figura 11C consiste em gráficos de dados experimentais da velocidade de pneu de 30 mph em 100 psi. A Figura 11D consiste em gráficos de dados experimentais da velocidade de pneu de 40 mph em 100 psi. A Figura 12A consiste em gráficos de dados experimentais de carga aplicada, pressão de pneu, e amplitude de sinal para velocidade de pneu de 10 mph, em 90 psi. A Figura 12B consiste em gráficos de dados experimentais da velocidade de pneu de 20 mph em 90 psi. A Figura 12C consiste em gráficos de dados experimentais da velocidade de pneu de 30 mph em 90 psi. A Figura 12D consiste em gráficos de dados experimentais da velocidade de pneu de 40 mph em 90 psi. A Figura 13 é um gráfico de Sumário de Resultados que mostra a amplitude de sinal vs. velocidade para os três níveis de carga diferentes e três níveis de inflação diferentes. A Figura 14 é um diagrama de fluxo da operação de sistema para determinar uma condição de sobrecarga em um veículo. A Figura 15 é um diagrama de bloco funcional do Algoritmo empregado pelo sistema. A Figura 16 é um gráfico que demonstra o processo de estimativa de comprimento de marca de contato utilizando uma forma de onda derivada.

Descrição Detalhada da Invenção Com referência às Figuras 1, 5, 15, um sistema 10 para estimar a carga de pneu a partir da medida de deflexão de pneu e a pressão de pneu é mostrado em forma diagramáti-ca. O sistema 10 é incorporado em um pneu 12 de construção convencional, que possui um componente de banda de rodagem 14 em uma região de coroa de pneu que contata uma superfície do solo 18 durante a operação de rolamento. O pneu 12 é montado em um aro 16 de maneira convencional. Pelo menos um sensor de medida de deformação de pneu 20 é montado em uma parede lateral interna 26. Outros sensores, inclusive um pneu sensor de medida de deformação tipo configurado 22 pode ser montado em uma parede lateral externa 28. Os sensores 20, 22 podem ser fixados por adesivo em um forro interno 30 que define uma cavidade de pneu 24. Os sensores 20, 22 são, de preferência, sensores de inclinação piezoelétricos, ou outros sensores de deformação adequados comercialmente disponíveis, de um tipo operacional para se inclinarem e reconfigurarem quando submetidos a uma força de inclinação e esses geram um sinal elétrico 32, 33 respectivamente, indicativo da magnitude de reconfiguração de inclinação no corpo de sensor. Os sinais de inclinação 32, 33 são, desse modo, indicativos da magnitude da deformação de inclinação dentro da parede lateral na qual o sensor é fixado. Quando a força de inclinação for removida, o sensor retoma sua configuração original. Para a aplicação de pneu mostrada, um sensor de inclinação piezoe-létrico como um sensor de filme de inclinação comercialmente oferecido por Measurement Specialties, Inc. localizado em 1000 Lucas Way, Hampton, Virgínia 23666 pode ser empregado. O sensor piezoelétrico é funcionalmente montado de forma reta em uma superfície e um corpo de sensor de filme piezorresistivo, quando submetido a uma força de inclinação, se inclina e gera um sinal proporcional à magnitude de força de inclinação sobre o corpo.

Com o(s) sinal(is) de sensor 32, 33 está uma medida de pressão de inflação de pneu por um sistema de monitoramento de pressão de pneu (TPMS) montado no pneu, de um tipo comercialmente disponível. O sistema TPMS inclui um sensor de pressão que é montado em um pneu em comunicação com uma cavidade de ar de pneu interna e funciona para medir a pressão do ar dentro da cavidade de pneu e transmitir os dados de pressão medidos a um receptor. A medida do TPMS pode incluir ainda um sensor de temperatura que mede a temperatura de pneu. O valor de pressão medido 36 da cavidade de pneu 24 é transmitido pelo sistema TPMS a um processador de dados para registro e análise. A pressão deve estar abaixo de um limite mínimo, um aviso será gerado para o operador do veículo. O sistema e aparelho 10 alimenta o(s) sinal(is) de sensor de deformação de pneu 32, 33 em uma unidade de processamento de sinal 38 para processamento de modo a verificar a partir do sinal uma estimativa de potência de sinal média 40. Os sensores 20, 22, respectivamente montados nas paredes laterais internas e externas, 26, 28, fornecem um sinal de parede lateral interna 32 e um sinal de parede lateral externa 33 que são usados na estimativa de potência de sinal média 40. A partir de arquivos de memória armazenados, e mapas de carga de potência de sinal armazenados nessa memória 42, uma carga de pneu estimada é derivada utilizando um algoritmo de estimativa de carga de pneu 44. A carga estimada deve exceder um nível recomendado, um sinal de aviso pode ser gerado e comunicado ao operador do veículo. A Figura 14 representa em forma de diagrama de bloco a sequência de operação do sistema. No início 46, o veículo é verificado 48, e o movimento detectado 50. O pneu pressão é lido 52, e a potência de sinal de sensor média é calculada 54. Se o valor da carga estimada baseado na potência de sinal de sensor média exceder um limite 56, um aviso 58 é enviado e o sistema é reprocessado 60 e é concluído 62 quando a carga estimada estiver abaixo do valor limite.

Com referência às Figuras 1 e 2, o pneu 12 é adaptado para incluir o sensor interno 20 montado em uma parede lateral interna 28. A(s) correia(s) de pneu 64, localizada(s) abaixo da banda de rodagem 14, é/são conectada(s) aos talões 66 do pneu através das paredes laterais 26, 28. Um aumento na carga vertical aplicada sobre o pneu resulta em um deslocamento vertical da roda em relação à correia do pneu. As paredes laterais então cortam os talões na direção oposta na entrada e saída da área de contato. A Figura 1 mostra um gráfico que ilustra o efeito do componente vertical sobre a deformação na parede lateral de condução em linha reta para três níveis de carga: 1000 (453,59), 1300 (589,67), e 1600 libras (725,74 kg). O sinal 32 gerado pelo sensor 20 demonstra a magnitude de deformação de cisalhamento que a parede lateral experimenta nos três níveis de carga.

Como observado na Figura 2, a potência de sinal total por revolução é mostrada pelos pontos de dados nos três níveis de carga examinados. Uma forte correlação entre a amplitude de deformação de cisalhamento na parede lateral do pneu e a carga no pneu é demonstrada. A condição de condução em linha reta refletida nos dados e gráficos das Figuras 1 e 2 é modificada nas Figuras 3 e 4 para examinar os efeitos devido à deflexão de lateral de parede lateral durante a curva do veículo. Como observado na Figura 3, durante a curva, uma diferença substancial nos níveis de deformação de parede lateral sob condições de carga constantes está presente. Uma comparação dos gráficos das Figuras 1 e 3 revela o nível de deformação diferencial detectado entre as condições de condução em linha reta e em curva. Na Figura 3, os resultados de um estudo de dependência de ângulo de deriva são mostrados em forma gráfica para as três condições de ângulo de deriva, +/- 3 graus e zero em uma carga de pneu constante de 1000 libras (453,59 kg). O gráfico de deformação de cisalhamento vs. azimute (graus) mostra o efeito de uma mudança no ângulo de deriva sobre a deformação medida. Essa variação deve ser explicada utilizando a potência de sinal durante uma manobra de curva como será avaliado a partir da apresentação de ponto de dados da Figura 4 para as três configurações de ângulo de deriva utilizados. A Figura 4 mostra a potência normalizada [dB] vs. número de revoluções [N] em carga constante de 1000 libras (453,59 kg).

Na Figura 5, o gráfico e diagrama mostram um sensor 22 montado na parede lateral externa de pneu 28 durante a curva. As paredes laterais internas e externas podem ser monitoradas, desse modo, quanto à deformação simultaneamente. O gráfico de estudo de dependência de ângulo de deriva 32 da Figura 5 mostra a deformação de cisalhamento vs. azimute [Graus.] em carga constante (1000 libras (453,59 kg)) para os três ângulos de deri- va usados. O gráfico de parede lateral interna da Figura 3 pode ser comparado com o gráfico de parede lateral externa da Figura 5 para entender o efeito de ângulo de deriva sobre o sinal de deformação de cisaihamento em ambos os lados do pneu durante a curva. Para propósitos de comparação, os pontos de dados de potência normalizada vs. número de revoluções [N] do sensor de parede lateral interna e o outro sensor de parede lateral externa são mostrados lado a lado nas Figuras 6A e 6B, respectivamente. A potência média é adicionalmente mostrada na Figura 6C como potência normalizada [dB] vs. Número de Revoluções [N], Será avaliado que, para as três condições de ângulo de deriva, a potência normalizada é aproximadamente constante e igual. A Figura 7 mostra os pontos de dados de potência média nas três condições de ângulo de deriva resultantes do cálculo da média da potência do sensor de parede lateral interna 20 e do sensor de parede lateral externa 22 durante a curva. No gráfico de comparação de ponto de dados da Figura 7, três níveis de carga são mostrados e a potência normalizada [dB] de cada nível nas três configurações de ângulo de deriva são mostrados. A potência normalizada de cada carga é uma constante de cada ângulo de deriva, porém a constante varia dependendo da carga do pneu. A constante de potência normalizada pode ser, desse modo, usada como indicativo do nível de carga no pneu da presente invenção.

Um sinal de sensor virtual de análise de elementos finitos (FEA) 68 mostra a deformação de cisaihamento dentro da parede lateral de pneu na Figura 8A e o conjunto de dados de Sinal de Sensor Piezoelétrico 32 é mostrado na Figura 8B como uma validação do conceito. Será avaliado pelos gráficos das Figuras 8A e 8B que os dados de deformação dos sensores piezoelétricos montados no pneu são indicativos da deformação de cisalha-mento dentro da região de parede lateral do pneu. A Figura 9A mostra o local de teste de múltiplos sensores (12 sensores mostrados para ilustração) ao longo de uma parede lateral do pneu e o local de montagem enumerado de cada um. Os resultados do sensor 10 serão analisados. A Figura 9B mostra um sensor representativo de um tipo comercialmente disponível, conhecido dentro da indústria como um sensor de filme piezoelétrico em cantilever (Water). Os resultados dos dados experimentais em 110 psi e 10 mph são mostrados na Figura 10A. Para as cargas aplicadas, a amplitude de sinal vs. número de rotações pode ser calculada para derivar a amplitude constante sob cada condição de carga. Na Figura 10B, os dados para 110 psi e 20 mph são fornecidos; na Figura 10C, os dados para 110 psi e 30 mph; e na Figura 10D, os dados para 110 psi e 40 mph. Os resultados experimentais indicam que o nível de amplitude de deformação de sensor é uma constante de cada nível de carga aplicado. Consequentemente, a correlação entre a amplitude de deformação de sensor medida e o nível de carga pode ser armazenada em um banco de dados e, uma vez que a amplitude de deformação de sensor medida dentro de uma parede lateral é conhecida, o nível de carga pode ser determinado a partir disso.

As Figuras 11A a D mostram os dados de teste experimentais de velocidades de pneu entre gradientes 10 e 40 mph em 10 mph, respectivamente, sob inflação de pneu de 100 psi. Será observado ao comparar os dados de 110 psi com 100 psi, que mudanças na pressão de inflação de pneu irão alterar as amplitudes de sinal de sensor medidas para as cargas aplicadas. Consequentemente, a pressão de pneu deve ser conhecida para interpretar a amplitude de sensor de deformação e reduzir a carga aplicada sobre o pneu. O Sistema de Monitoramento montado em cada pneu proporciona, assim, a medida de pressão de pneu necessária para identificar a deformação de sensor apropriada para a tabela de carga aplicada armazenada no banco de dados. As Figuras 12A a D mostram os dados de teste experimentais de velocidades de pneu entre gradientes 10 e 40 mph em 10mph, respectivamente, com uma inflação de pneu de 90 psi. Novamente, os dados verificam que as mudanças na pressão de inflação de pneu irão alterar as amplitudes de sinal de sensor medidas daquele pneu para as diferentes cargas aplicadas. A Figura 13 apresenta o Sumário de Resultados das diferentes configurações de psi examinadas nos três níveis de carga aplicados. A amplitude de sinal limite é identificada em linha rompida 72. O sistema, como será entendido, pode detectar de forma bem sucedida uma condição de sobrecarga quando a carga aplicada exceder o valor limite predefinido. A condição de sobrecarga pode então gerar um aviso ao motorista além de estimar precisamente a carga dinâmica de pneu.

Como anteriormente explicado, a Figura 14 mostra o sistema de aviso de sobrecarga em um diagrama de nível de bloco. Os dados limite são armazenados na memória. A pressão de pneu 52 e a potência de sinal de sensor média 54 são continuamente monitoradas e medidas em um pneu para fornecer os dados necessários para identificar a tabela de pesquisa de limite aplicável em memória para uso. A carga sobre o pneu é determinada a partir de tabelas de memória apropriadas. O pneu pode ser adicionalmente identificado por tipo e tamanho através de um dispositivo de identificação RFID de pneu fixado no pneu. Uma tabela é então consultada em memória e usada para estabelecer o valor limite aplicável para o tipo e tamanho de pneu de interesse e seu nível de inflação. O valor de carga aplicada real é então comparado com o valor de carga limite (etapa 56) para determinar se há uma condição de sobrecarga. A Figura 15 mostra o algoritmo proposto em uma forma de diagrama de bloco funcional. Um extensômetro singular 20 pode ser montado em uma parede lateral de pneu, ou um par de sensores 20, 22 montado nas paredes laterais internas e opostas de cada pneu. Alternativamente, múltiplos pares de sensores podem ser montados em cada pneu para analisar a carga sobre o pneu a partir de várias posições de pneu. Calcula-se a média de sinal(is) de sensor 32, 33 para derivar uma estimativa de potência de sinal média 40. A po- tência de sinal média é estimada considerando-se as variações no sinal durante uma manobra de curva. Como mostrado nos dados de teste, a potência de sinal média é uma constante mesmo durante uma manobra de curva. Os mapas de potência de carga de sinal são armazenados em memória a partir de estudos empíricos do tipo anteriormente discutido aqui. O algoritmo de estimativa de carga de pneu é obtido a partir de Mapas de Potência de Carga de Sinal 42 armazenados em memória do nível de carga apropriado para a Potência de Sinal e pressão de pneu medida detectada. O nível de carga obtido pode então ser usado para analisar a condição de sobrecarga. Os dados de carga de pneu podem ser adicionalmente usados para analisar a distribuição de carga do veículo de pneu para pneu.

Será avaliado que o algoritmo proposto aqui que conta com a medida de deformação de parede lateral possui vantagens decisivas sobre sistemas que usam uma abordagem baseada em coroa de pneu. Em uma abordagem baseada em coroa, a carga é caracterizada utilizando informações de comprimento de marca. A Figura 16 mostra uma estimativa de comprimento de marca utilizando uma forma de onda derivada para três conjuntos de níveis de carga. O gráfico superior mostra a forma de onda de deformação longitudinal e sua forma de onda diferencial. O comprimento de marca de contato varia como será observado para cada nível de carga então, teoricamente, a medida do comprimento de marca irá fornecer informações de carga sobre o pneu. Na Figura 16, o comprimento de marca ou marca de contato é indicado na referência numérica 74, com a borda anterior da marca em 76. A estimativa de comprimento de marca precisa, entretanto, pode ser desafiadora visto que técnicas de processamento de sinal complexas são exigidas para encontrar precisamente a borda anterior e posterior do sinal para estimar precisamente o comprimento de marca. Ademais, sob determinadas condições (por exemplo, durante a aquaplanagem), a deformação de coroa de pneu é muito diferente da deformação sob condições normais, para a mesma carga de pneu. A partir da descrição anterior, será entendido que proporciona-se um sistema e método de estimar uma carga produzida sobre um pneu do veículo. O sistema inclui um sensor de medida de pressão de inflação fixado em um ou ambos os pneus para medir um nível de pressão de inflação de cavidade de pneu; e um ou mais sensores de medida de deformação de filme piezoelétrico montado em uma ou ambas as paredes laterais de pneu. O(s) sensores) de medida de deformação gera(m) dentro da área de contato de pneu um sinal de deformação que possui um nível de potência de sinal indicativo de um nível de deformação de parede lateral dentro da marca de contato de área de contato. Mapas de potência de carga ajustados para a pressão de inflação de pneu são gerados e armazenados no pneu, os mapas correlacionam uma faixa de níveis de carga a uma faixa de níveis de potência de sinal, com isso permite-se operativamente que um nível de carga seja identificado para cada nível de potência de sinal em uma base ajustada de pressão de inflação. No sistema que incorpora uma pluralidade de sensores de medida de deformação, montados em ambas as paredes laterais, uma média do nível de potência de sinal de cada sensor é usada para reforçar os mapas de potência de carga de modo a identificar um nível de carga correspondente no pneu em uma base ajustada de pressão de inflação.

Variações na presente invenção são possíveis devido à descrição fornecida aqui. Embora determinadas modalidades representativas e detalhes sejam mostrados para o pro-posito de ilustrar a presente invenção, será avaliado pelos elementos versados na técnica que várias alterações e modificações podem ser feitas sem que se abandone o escopo da presente invenção. Portanto, será entendido que as alterações que podem ser feitas nas modalidades particulares descritas estão incluídas dentro do escopo pretendido total da invenção como definido pelas seguintes reivindicações em anexo.

Claims (10)

1. Método de estimativa de uma carga sobre um pneu de veículo, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: (A) fixar pelo menos um sensor de medida de deformação em pelo menos uma parede lateral do pneu de veículo, sendo que o sensor de medida de deformação gera um sinal de deformação cíclica que possui um nível de potência de sinal indicativo de uma deformação de uma parede lateral no pneu sob uma condição de rolamento; (B) fixar um sensor de medida de pressão de inflação de pneu no pneu de veículo, sendo que o sensor de medida de pressão de inflação mede a pressão de inflação de pneu dentro de uma cavidade de pneu e gera dados de nível de inflação detectado; (C) armazenar eletronicamente mapas de potência de carga ajustados à pressão de inflação de pneu do pneu, sendo que os mapas correlacionam uma faixa de níveis de carga a uma faixa de níveis de potência de sinal, com isso permite-se de modo operacional que um nível de carga seja identificado para cada nível de potência de sinal ajustado à pressão de inflação de pneu; (D) medir um nível de potência de sinal detectado de um sinal de deformação do sensor de medida de deformação; (E) medir um nível de inflação detectado a partir da cavidade de pneu por meio do sensor de medida de pressão de inflação; de pneu (F) extrair dos mapas de potência de carga de sinal um nível de carga estimado ajustado por nível de pressão de pneu correspondente a um nível de potência de sinal detectado.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende fixar pelo menos um sensor de medida de deformação interno em uma parede lateral de pneu localizada axiafmente para dentro e fixar pelo menos um sensor de medida de deformação externo em uma parede lateral de pneu localizada axialmente para fora; e medir um nível de potência de sinal interno detectado a partir do sensor de medida de deformação interno; e medir um nível de potência de sinal externo detectado a partir do sensor de medida de deformação externo; e calcular a média do nível de potência de sinal interno detectado com o nível de potência de sinal externo para criar um nível de potência de sinal detectado médio.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente utilizar o nível de potência de sinal detectado médio para extrair dos mapas de potência de carga de sinal um nível de carga estimado correspondente ao nível de potência de sinal detectado médio no nível de inflação detectado.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente comparar o nível de carga estimado a partir dos mapas de po- tência de carga de sinal com um nível de carga limite de sobrecarga; e gerar um sinal de aviso no caso de o nível de carga estimada exceder o nível de carga limite de sobrecarga.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que fixar pelo menos um sensor de medida de deformação em pelo menos uma parede lateral do pneu de veículo compreende fixar um sensor de deformação de filme piezoelétrico em cantilever na parede lateral de pneu.

6. Sistema de estimativa de uma carga produzida sobre um pneu de veículo, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: (A) um pneu de veículo que possui uma cavidade de pneu e sustenta uma carga; (B) um sensor de medida de pressão de inflação fixado no pneu para medir um nível de pressão de inflação de cavidade de pneu; (C) pelo menos um sensor de medida de deformação montado em pelo menos uma das paredes laterais de pneu, o sensor de medida de deformação compreende um sensor piezoelétrico que gira com a parede lateral de pneu através de uma área de contato de pneu, o sensor de medida de deformação gera dentro da área de contato de pneu um sinal de deformação que possui um nível de potência de sinal indicativo de um nível de deformação de parede lateral dentro da marca de contato de área de contato; (D) mapas de potência de carga eletronicamente armazenados ajustados à pressão de inflação de pneu do pneu, os mapas correlacionam uma faixa de níveis de carga a uma faixa de níveis de potência de sinal, com isso permite-se de modo operacional que um nível de carga seja identificado para cada nível de potência de sinal ajustado à pressão de inflação de pneu; e (E) meios eletrônicos para extrair dos mapas de potência de carga de sinal um nível de carga estimado ajustado por nível de pneu pressão correspondente a um nível de potência de sinal detectado.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende pelo menos um sensor de medida de deformação montado em uma primeira parede lateral e pelo menos um segundo sensor de medida de deformação montado em uma segunda parede lateral oposta, os primeiro e segundo sensores de medida de deformação de parede lateral medem uma inclinação das primeira e segunda paredes laterais opostas dentro de uma área de contato de pneu de rolamento e geram respectivamente um primeiro sinal que possui um primeiro nível de potência de sinal detectado e um segundo sinal que possui um segundo nível de potência de sinal detectado.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que os meios de extrair dos mapas de potência de carga de sinal um nível de carga estimado ao aplicar de forma operacional uma média do primeiro e do segundo nível de potência de sinal detectado para extrair a carga estimada dos mapas de potência de carga de sinal; e adicio- nalmente compreende meios comparadores que comparam de modo operacional a carga estimada com um nível de carga limite de sobrecarga e geram um sinal de aviso no caso de o nível de carga estimada exceder o nível de carga.

9. Sistema de estimativa de uma carga produzida sobre um pneu de veículo, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: (A) um pneu de veículo que possui uma cavidade de pneu e sustenta uma carga; (B) um sensor de medida de pressão de inflação fixado no pneu para medir um nível de pressão de inflação de cavidade de pneu; (C) pelo menos um sensor de medida de deformação montado em uma primeira parede lateral de pneu e um segundo sensor de medida de deformação montado em uma segunda parede lateral oposta de pneu, os primeiro e segundo sensores de medida de deformação compreendem um sensor piezoelétrico que gira com a parede lateral de pneu através de uma área de contato de pneu, os primeira e segundo sensores de medida de deformação geram dentro da área de contato de pneu, respectivamente, um primeiro sinal de deformação que possui um primeiro nível de potência de sinal e um segundo sinal de deformação que possui um segundo nível de nível de potência de sinal, os primeiro e segundo níveis de potência de sinal são indicativos de um nível de respectiva deformação de parede lateral dentro da marca de contato de área de contato. (D) mapas de potência de carga eletronicamente armazenados ajustados à pressão de inflação de pneu do pneu, os mapas correlacionam uma faixa de níveis de carga a uma faixa de níveis de potência de sinal, com isso permite-se de modo operacional que um nível de carga seja identificado para cada nível de potência de sinal; e (E) meios eletrônicos para extrair dos mapas de potência de carga de sinal um nível de carga estimado correspondente a um nível de potência de sinal detectado com base em uma média combinada do primeiro e do segundo nível de potência de sinal.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema compreende uma pluralidade de primeiros sensores de medida de deformação separados montados na primeira parede lateral e uma pluralidade de segundos sensores de medida de deformação separados montados na segunda parede lateral; e onde o meio eletrônico para extrair dos mapas de potência de carga de sinal calcula de forma operacional a média de uma combinação de níveis de potência de sinal da primeira e da segunda pluralidade de sensores de medida de deformação.