BR102021016309A2

BR102021016309A2 - Sistema de monitoramento de pressão do pneu

Info

Publication number: BR102021016309A2
Application number: BR102021016309-7A
Authority: BR
Inventors: Kanwar Bharat Singh; Lautaro Dolberg
Original assignee: The Goodyear Tire & Rubber Company
Priority date: 2020-08-27
Filing date: 2021-08-18
Publication date: 2022-11-22
Also published as: US20220063357A1; US11987081B2; CN114103562A; AU2021215244A1

Abstract

A presente invenção refere-se a um sistema de monitoramento de pressão do pneu que monitora a pressão em pelo menos um pneu que suporta um veículo. O sistema inclui pelo menos um sensor montado no pneu para medir a pressão e a temperatura do pneu. Os meios de transmissão transmitem os dados de pressão e os dados de temperatura medidos para um processador, e um modelo de pressão do pneu é executado no processador. O modelo de pressão do pneu inclui um extrator de evento de direção para extrair dados de pressão do pneu frio a partir dos dados de pressão medidos, e um compensador de temperatura para gerar uma pressão de pneu frio compensada a partir dos dados de pressão do pneu frio. Um filtro de ruído filtra o ruído do sensor e gera uma pressão do pneu frio filtrada a partir da pressão do pneu frio compensada. Um módulo de detecção recebe a pressão do pneu frio filtrada e determina uma taxa de vazamento de pressão de ar do pneu, e uma notificação de vazamento correspondente à taxa de vazamento de pressão de ar é gerada.

Description

SISTEMA DE MONITORAMENTO DE PRESSÃO DO PNEU

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A invenção refere-se geralmente a sistemas de monitoramento de pneus. Mais particularmente, a invenção refere-se a sistemas que monitoram as condições em um pneu, tal como a pressão do pneu. Especificamente, a invenção é direcionada a um sistema que obtém dados de pressão do pneu, determina se um vazamento de pressão de ar rápido ou um vazamento de pressão de ar lento está presente, e gera uma notificação correspondente.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Os pneus de veículos, e particularmente pneus pneumáticos, tipicamente têm certas condições ou parâmetros que são benéficos para monitorar durante a operação do veículo. Por exemplo, monitorar a pressão de um pneu pneumático pode ser útil na avaliação da condição e / ou desempenho do pneu, pois uma baixa pressão pode indicar que há um problema com o pneu.

[003] Para monitorar a pressão dos pneus, foram desenvolvidas técnicas para medir a pressão dentro da cavidade do pneu usando sensores que são fixados no pneu. Essas técnicas obtêm dados de pressão em tempo real a partir dos sensores.

[004] A pressão do pneu medida pode ser correlacionada a um pneu específico e transmitida para um sistema eletrônico de controle do veículo. Os dados de pressão do pneu medidos podem então ser empregues para melhorar a função dos sistemas do veículo, tal como um sistema antibloqueio de freios (ABS), sistema de controle eletrônico de estabilidade (ECS) e similares. Os dados de pressão dos pneus medidos também podem ser enviados para um operador do veículo.

[005] Além disso, para frotas de veículos comerciais ou de passeio, é desejável que um gerente da frota seja informado da pressão dos pneus para tomar decisões informadas sobre os pneus e o veículo. Por exemplo, no caso de uma medição de pressão estar abaixo de um valor limite, um alerta pode ser enviado ao gerente da frota. O gerente da frota pode então instruir o operador do veículo para reduzir a velocidade do veículo ou direcionar o veículo a um centro de serviço.

[006] No entanto, as técnicas anteriores tipicamente apenas comparam a pressão medida com o valor limite e transmitem um alerta quando a pressão medida cai abaixo do valor limite. Essas técnicas carecem de precisão, pois podem gerar um alerta desnecessário. Além disso, as técnicas anteriores não distinguem entre uma condição de vazamento rápido e uma condição de vazamento lento. A detecção de um vazamento lento é particularmente vantajosa para os gerentes de frota, pois as medidas preventivas para o pneu podem ser tomadas de acordo com um cronograma de manutenção da frota, ao invés de remover desnecessariamente o veículo do serviço imediato.

[007] Como um resultado, há uma necessidade na técnica de um sistema que obtenha dados de pressão dos pneus, determine com precisão se um vazamento de pressão de ar rápido ou um vazamento de pressão de ar lento está presente, e gere uma notificação correspondente.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[008] De acordo com um aspecto de uma modalidade exemplificativa da invenção, é fornecido um sistema de monitoramento de pressão do pneu para monitorar a pressão em pelo menos um pneu que suporta um veículo. O sistema inclui pelo menos um sensor montado no pneu para medir a pressão e a temperatura do pneu. Os meios de transmissão transmitem os dados de pressão medidos e os dados de temperatura para um processador, e um modelo de pressão do pneu é executado no processador. O modelo de pressão do pneu inclui um extrator de evento de direção para extrair dados de pressão do pneu frio a partir dos dados de pressão medidos, e um compensador de temperatura para gerar uma pressão de pneu frio compensada a partir dos dados de pressão do pneu frio. Um filtro de ruído filtra o ruído do sensor e gera uma pressão de pneu frio filtrada a partir da pressão de pneu frio compensada. Um módulo de detecção recebe a pressão de pneu frio filtrada e determina uma taxa de vazamento de pressão de ar do pneu. Uma notificação de vazamento correspondente à taxa de vazamento de pressão de ar é gerada pelo modelo de pressão do pneu.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[009] A invenção será descrita a título de exemplo e com referência aos desenhos em anexo, nos quais:

[010] A Figura 1 é uma vista em perspectiva esquemática de um veículo e pneu que empregam uma modalidade exemplificativa do sistema de monitoramento de pressão do pneu da presente invenção, mostrando o pneu parcialmente em seção.

[011] A Figura 2 é uma vista esquemática planificada do veículo mostrado na Figura 1.

[012] A Figura 3 é uma vista em perspectiva esquemática do veículo mostrado na Figura 1 com uma representação de transmissão de dados para um servidor baseado em nuvem e para um dispositivo de gerenciamento de frota.

[013] A Figura 4 é um fluxograma que mostra aspectos de uma modalidade exemplificativa do sistema de monitoramento de pressão do pneu da presente invenção.

[014] A Figura 5 é uma representação gráfica de um aspecto do sistema de monitoramento de pressão do pneu mostrado na Figura 4.

[015] A Figura 6 é outra representação gráfica do aspecto do sistema de monitoramento de pressão do pneu mostrado na Figura 5.

[016] A Figura 7 é uma representação gráfica de outro aspecto do sistema de monitoramento de pressão do pneu mostrado na Figura 4.

[017] A Figura 8 é outra representação gráfica do aspecto do sistema de monitoramento de pressão do pneu mostrado na Figura 7.

[018] A Figura 9 é uma representação gráfica de outro aspecto do sistema de monitoramento de pressão do pneu mostrado na Figura 4.

[019] A Figura 10 é uma representação gráfica de outro aspecto do sistema de monitoramento de pressão do pneu mostrado na Figura 4.

[020] A Figura 11 é uma representação gráfica dos tipos de notificação de acordo com o sistema de monitoramento de pressão do pneu mostrado na Figura 4.

[021] A Figura 12 é uma representação gráfica do tipo de análise com base na taxa de perda de pressão de acordo com o sistema de monitoramento de pressão do pneu mostrado na Figura 4.

[022] A Figura 13 é um fluxograma de um modelo de análise com base em uma taxa rápida de perda de pressão de acordo com o sistema de monitoramento de pressão do pneu mostrado na Figura 4.

[023] A Figura 14 é um fluxograma de um modelo de análise com base em uma taxa lenta de perda de pressão de acordo com o sistema de monitoramento de pressão do pneu mostrado na Figura 4.

[024] Números similares referem-se a partes similares ao longo dos desenhos.

[025] Definições

[026] “ANN” ou “Rede Neural Artificial” é uma ferramenta adaptativa para modelagem de dados estatísticos não linear que altera sua estrutura com base em informações externas ou internas que fluem através de uma rede durante uma fase de aprendizagem. Redes neurais ANN são ferramentas de modelagem de dados estatísticos não linear usadas para modelar relações complexas entre entradas e saídas ou para encontrar padrões nos dados.

[027] “Axial” e “axialmente” significa linhas ou direções que são paralelas ao eixo de rotação do pneu.

[028] “Barramento CAN” é uma abreviatura para rede de área de controle.

[029] “Circunferencial” significa linhas ou direções que se estendem ao longo do perímetro da superfície da banda de rodagem anular perpendicular à direção axial.

[030] “Plano central equatorial (CP)” significa o plano perpendicular ao eixo de rotação do pneu e passagem através do centro da banda de rodagem.

[031] “Área de contato do pneu com o solo” significa a área de contato criada pela banda de rodagem do pneu com uma superfície plana à medida que o pneu rotaciona ou rola.

[032] “Lado interno” significa o lado do pneu mais próximo do veículo quando o pneu está montado em uma roda e a roda está montada no veículo.

[033] “Filtro de Kalman” é um conjunto de equações matemáticas que implementam um estimador do tipo preditor-corretor que é ótimo no sentido de que minimiza a covariância de erro estimada quando algumas condições presumidas são atendidas.

[034] “Lateral” significa uma direção axial.

[035] “Observador Luenberger” é um observador de estado ou modelo de estimativa. Um “observador de estado” é um sistema que fornece uma estimativa do estado interno de um dado sistema real, a partir de medições de entrada e saída do sistema real. Ele é tipicamente implementado por computador, e fornece a base de muitas aplicações práticas.

[036] “MSE” é uma abreviação para erro quadrático médio, o erro entre e um sinal medido e um sinal estimado que o filtro de Kalman minimiza.

[037] “Lado externo” significa o lado do pneu mais distante do veículo quando o pneu está montado em uma roda e a roda está montada no veículo.

[038] “Radial” e “radialmente” significam direções radialmente em direção ou para longe do eixo de rotação do pneu.

[039] “Nervura” significa uma tira de borracha que se estende circunferencialmente na banda de rodagem que é definida por pelo menos uma ranhura circunferencial e uma segunda ranhura ou uma borda lateral, a tira sendo lateralmente não dividida por ranhuras de profundidade total.

[040] “Elemento de banda de rodagem” ou “elemento de tração” significa uma nervura ou um elemento de bloco definido por uma forma tendo ranhuras adjacentes.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[041] Voltando agora às Figuras 1 a 14, uma modalidade exemplificativa do sistema de monitoramento de pressão do pneu da presente invenção é indicada em 10. Com referência particular à Figura 1, o sistema 10 monitora a pressão em cada pneu 12 que suporta um veículo 14. Embora o veículo 14 seja representado como um carro de passeio, a invenção não é assim restrita. Os princípios da invenção encontram aplicação em outras categorias de veículos, tais como caminhões comerciais, veículos para todo terreno e similares, nos quais os veículos podem ser suportados por mais ou menos pneus. Além disso, a invenção encontra aplicação em um único veículo 14 ou em frotas de veículos.

[042] Cada pneu 12 inclui um par de áreas de talão 16 (apenas uma mostrada) e um núcleo de talão (não mostrado) embutido em cada área de talão. Cada uma de um par de paredes laterais 18 (apenas uma mostrada) se estende radialmente para fora a partir de uma respectiva área de talão 16 para uma banda de rodagem em contato com o solo 20. O pneu 12 é reforçado por uma carcaça 22 que se estende toroidalmente a partir de uma área de talão 16 para a outra área de talão, conforme conhecido pelos versados na técnica. Um forro interno 24 é formado na superfície interna da carcaça 22. O pneu 12 é montado em uma roda 26 de uma maneira conhecida pelos versados na técnica e, quando montado, forma uma cavidade interna 28 que é preenchida com um fluido pressurizado, tal como ar.

[043] Uma unidade de sensor 30 pode ser fixada ao forro interno 24 de cada pneu 12 por meio de um adesivo e mede certos parâmetros do pneu, como será descrito em mais detalhes abaixo. Deve ser entendido que a unidade de sensor 30 pode ser fixada de tal maneira, ou a outros componentes do pneu 12, tal como entre camadas da carcaça 22, em ou em uma das paredes laterais 18, ou na banda de rodagem 20, e / ou uma combinação dos mesmos. Para fins de conveniência, a referência aqui deve ser feita à montagem da unidade de sensor 30 no pneu 12, com o entendimento de que a montagem inclui todos esses acessórios.

[044] A unidade de sensor 30 é montada em cada pneu 12 com a finalidade de detectar certos parâmetros do pneu em tempo real dentro do pneu, tal como pressão e temperatura do pneu. De preferência, a unidade de sensor 30 é um módulo ou sensor de sistema de monitoramento de pressão do pneu (TPMS), de um tipo que está disponível comercialmente, e pode ser de qualquer configuração conhecida. Para fins de conveniência, a unidade de sensor 30 deve ser descrita como um sensor TPMS. Cada sensor TPMS 30 preferencialmente também inclui capacidade de memória eletrônica para armazenar informações de identificação (ID) para cada pneu 12, conhecidas como informações de ID do pneu. Alternativamente, as informações de ID do pneu podem ser incluídas em outra unidade de sensor, ou em um meio de armazenamento de ID de pneu separado, tal como uma etiqueta de ID do pneu 34.

[045] As informações de ID do pneu podem incluir informações de fabricação para o pneu 12, tais como: o tipo de pneu; modelo de pneu; informações de tamanho, tal como tamanho da borda, largura e diâmetro externo; local de fabricação; data de fabricação; um código de capa da banda de rodagem que inclui ou está correlacionado com uma identificação de composto; e um código de molde que inclui ou está correlacionado com uma identificação da estrutura da banda de rodagem. As informações de ID do pneu também podem incluir um histórico de serviço ou outras informações para identificar características e parâmetros específicos de cada pneu 12, bem como características mecânicas do pneu, tal como parâmetros de curva, taxa de mola, relação carga-inflação e similares. Tal identificação de pneu permite a correlação dos parâmetros de pneu medidos e do pneu específico 12 para fornecer rastreamento local ou central do pneu, sua condição atual, e / ou sua condição ao longo do tempo. Além disso, a capacidade do sistema de posicionamento global (GPS) pode ser incluída no sensor TPMS 30 e / ou na etiqueta de identificação do pneu 34 para fornecer rastreamento de localização do pneu 12 durante o transporte e / ou rastreamento de localização do veículo 14 no qual o pneu está instalado.

[046] Voltando agora para a Figura 2, o sensor TMPS 30 e a etiqueta de ID do pneu 34 incluem, cada um, uma antena para transmissão sem fio 36 da pressão e temperatura do pneu medidas, bem como os dados de ID do pneu, para um processador 38. O processador 38 pode ser montado no veículo 14, como mostrado, ou pode ser integrado no sensor TPMS 30. Para fins de conveniência, o processador 38 será descrito como estando montado no veículo 14, com o entendimento de que o processador pode, alternativamente, ser integrado ao sensor TPMS 30. De preferência, o processador 38 está em comunicação eletrônica com ou integrado em um sistema eletrônico do veículo 14, tal como o sistema de barramento CAN do veículo 42, que é descrito como o barramento CAN

[047] Aspectos do sistema de informação de dados de pneu 10 são preferencialmente executados no processador 38 ou outro processador que é acessível através do barramento CAN do veículo 42, que permite a entrada de dados a partir do sensor TMPS 30 e a etiqueta de ID do pneu 34, bem como a entrada de dados a partir de outros sensores que estão em comunicação eletrônica com o barramento CAN. Desta forma, o sistema de monitoramento da pressão do pneu 10 permite a medição direta da pressão e temperatura do pneu com o sensor TPMS 30, o que é preferencialmente transmitido para o processador 38. A informação de ID do pneu é preferencialmente transmitida a partir do sensor TPMS 30 ou da etiqueta de ID do pneu 34 para o processador 38. O processador 38 correlaciona preferencialmente a pressão medida do pneu, a temperatura medida do pneu, o tempo de medição, e a informação de ID para cada pneu 12.

[048] Com referência à Figura 3, quando a pressão do pneu medida, a temperatura do pneu medida, o tempo de medição e as informações de ID estão correlacionados para cada pneu 12, os dados podem ser transmitidos sem fio 40 a partir do processador 38 (Figura 2) e / ou do barramento CAN 42 no veículo 14 para um processador remoto 48, tal como um processador em um servidor baseado em nuvem 44. O servidor baseado em nuvem 44 executa, de preferência, um modelo 54 do sistema de monitoramento de pressão do pneu 10, que será descrito em mais detalhes abaixo. A saída do sistema 10 pode ser transmitida sem fio 46 para um servidor de gerenciamento de frota 50 que inclui uma tela 52 para mostrar a saída e / ou notificações a partir do sistema de monitoramento de pressão do pneu, como será descrito em mais detalhes abaixo.

[049] Voltando à Figura 4, o sistema de monitoramento de pressão do pneu 10 inclui um modelo de pressão do pneu 54, que recebe os dados do pneu 56. Os dados do pneu 56 incluem a pressão do pneu medida descrita acima, a temperatura do pneu medida, o tempo de medição e as informações de ID para cada pneu 12.

[050] O modelo de pressão do pneu 54 filtra ou extrai efeitos de calor a partir dos dados do pneu 56 com um extrator de evento de direção 58. Com referência adicional à Figura 5, o extrator de evento de direção 58 extrai dados de pressão do pneu frio 60 a partir dos dados de pressão brutos 62. Mais particularmente, devido aos efeitos de aquecimento do ar na cavidade do pneu 28 (Figura 1) durante a operação do veículo 14, as pressões do pneu frio 60 são deslocadas mais para baixo do que a distribuição de todos os dados de pressão bruta 62. Como mostrado na Figura 6, o extrator de evento de direção 58 remove, assim, os efeitos de aquecimento dos dados de pressão bruta 62 devido à operação do veículo 14 para chegar aos valores de pressão do pneu frio 60. Qualquer técnica de filtragem de dados adequada pode ser empregue pelo extrator de evento de direção 58 para extrair os dados de pressão do pneu frio 60

[051] Voltando à Figura 4, o modelo de pressão do pneu 54 filtra os efeitos da temperatura ambiente a partir dos dados de pressão do pneu frio 60 com um compensador de temperatura 64. A temperatura ambiente afeta a pressão do pneu frio 60, conforme refletido por uma sensibilidade mostrada no gráfico da Figura 7, que rende cerca de uma alteração de uma libra por polegada quadrada (psi) na pressão do pneu frio 60 para uma alteração de -12,2222 graus Celsius (10 graus Fahrenheit) em uma temperatura a frio 66 do pneu 12. Portanto, os dados de pressão do pneu frio 60 são ajustados para chegar a uma pressão do pneu frio ajustada ou compensado 68, como mostrado na Figura 8. Um ajuste exemplificativo executado pelo compensador de temperatura 64 inclui o cálculo da pressão do pneu frio compensada ou ajustada 68 como igual à pressão do pneu frio 60 multiplicada por uma razão de uma temperatura do pneu ajustada para a temperatura medida do pneu 66:

Desta forma, o compensador de temperatura 64 gera a pressão do pneu frio compensada 68. Deve ser entendido que qualquer técnica de compensação de dados adequada pode ser empregue pelo compensador de temperatura 64 para gerar a pressão do pneu frio compensada 68.

[052] Voltando à Figura 4, o modelo de pressão do pneu 54 filtra o ruído do sensor a partir da pressão do pneu frio compensada 68 com um filtro de ruído 70. Mais particularmente, pode haver variações indesejadas, conhecidas como ruído, no sinal de dados transmitido pelo sensor TPMS 30. Para melhorar a precisão dos dados de pressão do pneu e, especificamente, os dados de pressão do pneu frio compensada 68, as variações ou ruído são removidos por filtração dos dados usando o filtro de ruído 70, que de preferência inclui uma estimativa quadrática linear ou um filtro de Kalman. Conforme mostrado na Figura 9, o filtro de ruído 70 processa os dados de pressão do pneu frio compensada 68 usando o filtro de Kalman e gera uma pressão do pneu frio filtrada 72.

[053] Voltando novamente à Figura 4, os dados de pressão do pneu frio filtrada 72 podem ser opcionalmente armazenados em um meio de armazenamento eletrônico 74, tal como um armazenador temporário de dados. O meio de armazenamento 74 permite que os dados 72 da pressão do pneu frio filtrada sejam armazenados para posterior análise e / ou arquivamento histórico. Uma vez que o modelo de pressão do pneu 54 extrai efeitos de calor a partir dos dados do pneu 56 com o extrator de evento de direção 58, filtra os efeitos da temperatura ambiente a partir dos dados de pressão do pneu frio 60 com o compensador de temperatura 64, e filtra o ruído do sensor a partir da pressão do pneu frio compensada 68 com o filtro de ruído 70, um módulo de detecção 76 analisa a pressão do pneu frio filtrada 72 quanto a dados indicativos de inflação ou deflação do pneu 12.

[054] Mais particularmente, o módulo de detecção 76 inclui um comparador 78, que analisa os dados da pressão do pneu frio filtrada 72. Como mostrado na Figura 10, o comparador 78 detecta uma inflação 80 do pneu 12 comparando os valores dos dados da pressão do pneu frio filtrada 72 vizinhos para encontrar os máximos locais. Quando uma inflação 80 é detectada, o modelo de pressão do pneu 54 gera uma notificação de inflação 84, como será descrito em mais detalhes abaixo.

[055] O módulo de detecção 76 também determina se um pneu específico 12 tem um vazamento de ar e, em caso afirmativo, a taxa do vazamento. Mais particularmente, o módulo de detecção 76 converte observações de escala de tempo em uma escala absoluta, e executa uma análise de regressão para ajustar os dados de pressão de pneu frio filtrada 72 com uma regressão robusta. Um declive 82 como a média de todas as inclinações entre os valores pareados em um intervalo de confiança de 95 por cento é determinado e equivale à taxa de vazamento de pressão de ar do pneu 12.

[056] Com referência à Figura 11, a taxa de vazamento de pressão de ar 82 abaixo de uma pressão de ar alvo 106 para o pneu 12 dita o tipo de uma notificação de vazamento 86 que é gerada pelo sistema 10. Por exemplo, uma primeira taxa de vazamento 82a inclui uma perda de taxa de pressão de ar de mais de 20 por cento do ar no pneu 12 em um período de 24 horas ou um dia. A primeira taxa de vazamento 82a é considerada uma taxa de vazamento rápido e dita uma primeira notificação de vazamento 86a, que deve parar imediatamente o veículo 14 para reparo ou substituição do pneu 12. Uma segunda taxa de vazamento 82b inclui uma perda de taxa de pressão de ar de mais de 20 por cento do ar no pneu 12 durante um período de tempo entre um dia e uma semana. A segunda taxa de vazamento 82b dita uma segunda notificação de vazamento 86b para reparar o pneu 12 “agora” ou no dia seguinte, permitindo que o veículo 14 seja direcionado a um centro de serviço de maneira segura durante uma janela de tempo apropriada.

[057] Uma terceira taxa de vazamento 82c inclui uma perda de taxa de pressão de ar de mais de 20 por cento do ar no pneu 12 durante um período de tempo entre uma semana e um mês. A terceira taxa de vazamento 82c dita uma terceira notificação de vazamento 86c para reparar o pneu 12 “em breve” ou dentro da próxima semana, permitindo que o veículo 14 seja direcionado a um centro de serviço de maneira segura e conveniente durante uma janela de tempo apropriada. Uma quarta taxa de vazamento 82d inclui uma perda de taxa de pressão de ar de mais de 20 por cento do ar no pneu 12 durante um período de tempo entre um mês e dois meses. A quarta taxa de vazamento 82d dita uma quarta notificação de vazamento 86d para verificar e / ou reparar o pneu 12 “quando possível” ou dentro das próximas semanas, permitindo que o veículo 14 seja agendado para manutenção durante uma janela de tempo apropriada.

[058] Uma quinta taxa de vazamento 82e inclui uma perda de taxa de pressão de ar de mais de 20 por cento do ar no pneu 12 durante um período de tempo entre dois meses e seis meses. A quinta taxa de vazamento 82e dita uma quinta notificação de vazamento 86e para verificar e / ou reparar o pneu 12 “na próxima manutenção de rotina” ou no mês seguinte, permitindo que o pneu seja verificado durante a próxima manutenção programada do veículo 14. A taxa de vazamento 82 e a notificação de vazamento correspondente 86 podem ser ajustadas dependendo das condições de operação particulares para o pneu 12 e / ou condições de manutenção para o veículo 14 e, portanto, podem ser diferentes dos exemplos anteriores, sem afetar o conceito ou operação da invenção.

[059] Voltando à Figura 12, a taxa de vazamento de pressão de ar 82 também pode ditar a técnica de análise a ser empregue, aumentando ainda mais a precisão do sistema de monitoramento de pressão do pneu 10. Por exemplo, para uma taxa de vazamento rápida, tal como a primeira taxa de vazamento 82a, que pode ser uma perda de taxa de pressão de ar de mais de 20 por cento do ar no pneu 12 dentro de um período de 24 horas, um modelo de vazamento rápido 88 é empregue. Um modelo de vazamento rápido 88 preferencial é um modelo de desvio de janela de tempo curta. Para uma taxa de vazamento 82 que pode ser considerada um vazamento lento, tal como a segunda taxa de vazamento 82b, terceira taxa de vazamento 82c, quarta taxa de vazamento 82d e quinta taxa de vazamento 82e, que pode ser uma perda de taxa de pressão de ar de mais de 20 por cento do ar no pneu 12 durante um período de tempo entre um dia e várias semanas ou meses, um modelo de vazamento lento 90 é empregue. Um modelo de vazamento lento 90 preferencial inclui uma técnica de análise de declive de regressão.

[060] Com referência à Figura 13, um modelo de vazamento rápido exemplificativo 88 é mostrado. O modelo de vazamento rápido 88 recebe dados do pneu 56. O extrator de evento de direção 58 extrai efeitos de calor a partir dos dados do pneu 56, o compensador de temperatura 64 filtra os efeitos da temperatura ambiente, o filtro de ruído 70 filtra o ruído do sensor, e o armazenador temporário de dados 74 armazena os dados de pressão do pneu frio filtrada resultantes 72. O comparador 78 detecta a inflação 80 do pneu 12 e usa essa informação para treinar continuamente o modelo 98. Além disso, os dados de histórico 92 são recuperados a partir do armazenador temporário de dados 74.

[061] De acordo com a lei dos gases ideais, o volume da cavidade do pneu 28 permanece dentro de um intervalo relativamente pequeno durante a operação do pneu 12, que pode ser modelado como uma constante com um erro predeterminado. Uma vez que dados suficientes do pneu 56 para o pneu 12 tenham sido reunidos, o modelo de vazamento rápido 88 executa uma regressão linear dos dados de pressão do pneu, e compara um conjunto de dados do pneu consecutivo com a saída do modelo 94. Se uma diferença entre a predição da regressão linear e os dados do pneu 56 for maior do que um valor limite predeterminado 96, uma taxa de vazamento rápido 82a é detectada, e a primeira notificação de vazamento 86a para parar imediatamente o veículo 14 é gerada.

[062] Voltando à Figura 14, um modelo de vazamento lento 90 exemplificativo é mostrado. O modelo de vazamento lento 90 recebe os dados do pneu 56. O extrator de evento de direção 58 extrai efeitos de calor a partir dos dados do pneu 56, o compensador de temperatura 64 filtra os efeitos da temperatura ambiente, o filtro de ruído 70 filtra o ruído do sensor, e o armazenador temporário de dados 74 armazena os dados de pressão do pneu frio filtrada resultantes 72. O comparador 78 detecta a inflação 80 do pneu 12, e quando a inflação é detectada, a notificação de inflação 84 é gerada. Quando a inflação 80 não é detectada, o modelo de vazamento lento 90 analisa os dados de pressão do pneu frio filtrada 72 com uma técnica de análise de declive de regressão para determinar uma taxa de alteração de pressão 100 no pneu 12. O modelo de vazamento lento 90 executa uma verificação 102 da taxa de alteração de pressão 100, e uma notificação de vazamento lento apropriada 86b, 86c, 86d ou 86e para a taxa de alteração de pressão é gerada.

[063] Voltando às Figuras 3 e 4, o modelo de pressão do pneu 54 gera uma notificação de inflação 84 quando a inflação 80 é detectada. Quando um vazamento de pressão de ar no pneu 12 é detectado, o modelo de pressão do pneu 54 gera uma notificação de vazamento apropriada 86 que corresponde à taxa de vazamento 82. Quando uma notificação 84 ou 86 é gerada, o sistema de monitoramento de pressão do pneu 10, de preferência, transmite sem fio 46 a notificação a partir do servidor baseado em nuvem 44 para o servidor de gerenciamento de frota 50, que é mostrado na tela 52. A exibição das notificações 84 e 86 permite que um gerente de frota visualize a tela 52 para tomar medidas preventivas, tal como instruir um operador de veículo para diminuir a velocidade do veículo 14, encaminhar o veículo para um centro de serviço e / ou agendar o veículo para manutenção. As notificações 84 e 86 também podem ser transmitidas para um dispositivo que é visível para o operador do veículo 14, permitindo assim que o operador execute uma ação com base na notificação. Além disso, como mostrado nas Figuras 3 e 14, as notificações 84 e 86 podem ser registradas 104 no servidor baseado em nuvem 44 para análise futura.

[064] Desta forma, o sistema de monitoramento de pressão do pneu 10 obtém dados de pressão do pneu 56, extrai efeitos de calor a partir dos dados do pneu, filtra os efeitos da temperatura ambiente, filtra o ruído do sensor, detecta a inflação do pneu 12, e detecta um vazamento de pressão de ar no pneu. Quando o sistema 10 detecta a inflação 80 do pneu 12, uma notificação de inflação 84 é gerada. Quando o sistema 10 detecta um vazamento de pressão de ar no pneu 12, o sistema determina com precisão se um vazamento de pressão de ar rápido ou um vazamento de pressão de ar lento em cada pneu 12 está presente, e gera uma notificação de vazamento correspondente 86. Ao distinguir entre uma condição de vazamento rápido 82a e condições de vazamento lento 82b, 82c, 82d e 82e, o sistema de monitoramento de pressão do pneu 10 permite que um gerente de frota tome as medidas adequadas com base na condição de acordo com um cronograma de manutenção de frota, em vez de remover desnecessariamente o veículo 14 de serviço imediato.

[065] A presente invenção também inclui um método para monitorar a pressão do pneu. O método inclui as etapas de acordo com a descrição que é apresentada acima e mostrada nas Figuras 1 a 14.

[066] Deve ser entendido que na estrutura do sistema de monitoramento de pressão do pneu descrito acima pode ser alterada ou reorganizada, ou componentes ou etapas conhecidas pelos versados na técnica omitidos ou adicionados, sem afetar o conceito geral ou operação da invenção.

[067] A invenção foi descrita com referência a uma modalidade preferencial. Potenciais modificações e alterações ocorrerão a outras pessoas mediante a leitura e a compreensão desta descrição. Deve ser entendido que todas essas modificações e alterações estão incluídas no escopo da invenção conforme estabelecido nas reivindicações em anexo, ou seus equivalentes.

Claims

Sistema de monitoramento de pressão do pneu para monitorar a pressão em pelo menos um pneu que suporta um veículo, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: pelo menos um sensor montado em pelo menos um pneu para medir uma pressão e uma temperatura de pelo menos um pneu; meios para transmitir os dados de pressão e os dados de temperatura medidos para um processador; e um modelo de pressão de pneu sendo executado no processador, o modelo de pressão de pneu incluindo: um extrator de evento de direção para extrair dados de pressão de pneu frio a partir dos dados de pressão medidos; um compensador de temperatura para gerar uma pressão de pneu frio compensada a partir dos dados de pressão de pneu frio; um filtro de ruído para filtrar o ruído do sensor e gerar uma pressão do pneu frio filtrada a partir da pressão do pneu frio compensada; um módulo de detecção que recebe a pressão do pneu frio filtrada e determina uma taxa de vazamento de pressão de ar de pelo menos um pneu; e uma notificação de vazamento correspondente à taxa de vazamento de pressão de ar gerada pelo modelo de pressão do pneu.
Sistema de monitoramento de pressão do pneu, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente uma capacidade de memória eletrônica em pelo menos um sensor ou em uma unidade montada em pelo menos um pneu, a capacidade de memória eletrônica para armazenar informações de identificação de pneu, e meios para transmitir as informações de identificação do pneu para o processador, em que o modelo de pressão do pneu recebe as informações de identificação do pneu.
Sistema de monitoramento da pressão do pneu, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a pressão do pneu frio compensada gerada pelo compensador de temperatura é igual a uma pressão do pneu frio multiplicada por uma razão de uma temperatura do pneu ajustada para uma temperatura do pneu medida.
Sistema de monitoramento de pressão do pneu, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o módulo de detecção detecta uma inflação de pelo menos um pneu.
Sistema de monitoramento de pressão do pneu, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a inflação de pelo menos um pneu é determinada comparando os valores de dados de pressão de pneu frio filtrada vizinhos para encontrar máximos locais.
Sistema de monitoramento da pressão do pneu, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente uma notificação de inflação gerada pelo modelo de pressão do pneu quando o módulo de detecção detecta a inflação de pelo menos um pneu.
Sistema de monitoramento de pressão do pneu, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o módulo de detecção executa uma análise de regressão para determinar a taxa de vazamento de pressão de ar de pelo menos um pneu.
Sistema de monitoramento de pressão do pneu, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o módulo de detecção executa um modelo de vazamento rápido quando a taxa de vazamento de pressão de ar inclui uma perda de taxa de pressão de ar de mais de 20 por cento do ar em pelo menos um pneu dentro de um período de 24 horas.
Sistema de monitoramento de pressão do pneu, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o módulo de detecção executa um modelo de vazamento lento quando a taxa de vazamento de pressão de ar inclui uma perda de taxa de pressão de ar de mais de 20 por cento do ar em pelo menos um pneu durante um período de tempo entre um dia e pelo menos várias semanas.
Sistema de monitoramento de pressão do pneu, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que quando a taxa de vazamento de pressão de ar inclui uma perda de taxa de pressão de ar de mais de 20 por cento do ar em pelo menos um pneu dentro de um período de 24 horas, a notificação de vazamento inclui uma primeira notificação de vazamento para parar imediatamente o veículo.