BR112014019427B1

BR112014019427B1 - Sistema de inflação de pneu central para manter a inflação de pneu em um veículo, e método para alertar um operador para fluir ar para pelo menos um pneu de um veículo

Info

Publication number: BR112014019427B1
Application number: BR112014019427-0A
Authority: BR
Inventors: Michael James Massey; Mark J. Kranz; Mark N. Gold; James C. Steph; Herman Goins
Original assignee: Equalaire Systems, Inc
Priority date: 2012-02-07
Filing date: 2013-02-04
Publication date: 2021-11-16
Also published as: MX339079B; US20130335214A1; CA3111929A1; BR112014019427A2; BR112014019427A8; CN104540690B; WO2013119498A3; EP2812829B1; CA2863832A1; CN104540690A; WO2013119498A2; EP2812829A4; CA2863832C; US8981919B2; EP2812829A2; MX2014009500A

Abstract

indicação de fluxo proporcional sem fio para um sistema de inflação de pneu. a presente invenção refere-se a um sistema de indicação de fluxo para um sistema de inflação de pneu central. o sistema de indicação de fluxo fornece um venturi em comunicação fluida com o conduto que fornece ar para um pneu. realiza-se a leitura de pressão na entrada e na garganta do venturi e o ar que flui através do venturi é calculado com base no diferencial de pressão. de acordo com algumas modalidades, as leituras de pressão são fornecidas para um microcontrolador que usa uma tabela e algoritmos de interpolação para calcular o fluxo de ar que flui através do venturi, como a massa de ar em uma dada unidade de tempo (gramas/segundo, por exemplo). em uma modalidade, dois sensores de pressão separados estão acoplados a diferentes extremidades de um orifício estreitado que ocasiona uma mudança de pressão no fluxo conforme a taxa de fluxo aumenta na garganta do sensor. essa mudança de pressão é, então, usada para calcular um fluxo proporcional que pode ser, então, difundido para várias partes ao invés de uma leitura de ligado/desligado.

Description

PEDIDO RELACIONADO

[001] A tecnologia do presente pedido reivindica a prioridadeprovisória do Pedido de Patente no US 61/595.918, depositado no dia 7 de fevereiro de 2012, intitulado fluxo proporcional sem fio para um sistema de inflação de pneu, cuja revelação é incorporada ao presente documento a título de referência, como se especificada em sua totalidade.

CAMPO

[002] A tecnologia do presente pedido refere-se a sistemas deinflação de pneu central usados para manter pressão de pneu de um veículo em operação. Mais especificamente, a tecnologia do presente pedido fornece uma indicação de fluxo proporcional sem fio para um sistema de inflação de pneu central, de modo que um operador obtenha informações de fluxo verdadeiras.

ANTECEDENTES

[003] A segurança e a eficiência de veículo são preocupaçõespara qualquer operador de veículo. A segurança é importante para o operador de um veículo, para os passageiros no veículo e para outros que compartilham a estrada com o veículo. A operação segura de um veículo também pode reduzir os custos de reparo e manutenção do mesmo. A eficiência também é importante tanto para o operador quanto para o proprietário de veículo. A operação eficiente do veículo pode reduzir os custos de operação e manutenção associados a um veículo, melhorando, assim, as margens de lucro de uma empresa que trabalha com veículos ou, possivelmente, economizando nos custos de manutenção, combustível e nos custos administrativos. Os componentes que contribuem tanto para a segurança de veículo como para sua eficiência incluem componentes de eixo e componentes de trem de acionamento. Os componentes de eixo incluem rodas, cubos de roda, pneus pneumáticos, componentes de suspensão, componentes de frenagem e similares. Os componentes de trem de acionamento incluem um motor de veículo e componentes que transferem potência do motor para as rodas de acionamento do veículo.

[004] A manutenção adequada do veículo é importante para aoperação segura e eficiente do veículo. A manutenção adequada inclui níveis de fluido de lubrificante adequados, substituição adequada de fluidos, pressões de pneu adequadas e similares. No caso de um pneu pneumático, por exemplo, a pressão de ar inadequada no pneu pode aumentar a probabilidade de falha do pneu devido ao aquecimento elevado e/ou ao desgaste elevado ou irregular. A pressão de ar inadequada também pode aumentar os custos associados à operação do veículo devido à reduzida vida útil do pneu, aumentando, assim, os custos de substituição e também o atrito de rolamento, reduzindo, portanto, a economia de combustível.

[005] Consequentemente, um aspecto importante da operação dequalquer veículo é a manutenção adequada do mesmo. A manutenção adequada contribui para o desempenho ideal do veículo. No caso de uma empresa que trabalha com vários veículos diferentes, como uma empresa de caminhão, uma empresa de aluguel de automóveis, uma empresa de entregas, a manutenção da frota de veículos é particularmente importante. A manutenção adequada ajuda a prevenir o aumento desnecessário de gastos associados à operação do veículo. No entanto, a manutenção tem seu próprio custo. Os custos de manutenção adequada incluem "tempo ocioso" do veículo. No entanto, a programação de operação da empresa pode restringir a manutenção adequada dos veículos. Em outras palavras, a quantidade de vezes em que se faz a manutenção e o tempo gasto em tal atividade podem reduzir a frequência de realizações de manutenção de veículo a um número inferior ao ideal, uma vez que o veículo está o tempo todo em uso. Ademais, a manutenção em demasia é uma despesa injustificável.

[006] A importância de se fazer verificações de manutenção paraconfirmar as condições adequadas do veículo compensa alguns dos benefícios de manter adequadamente veículos devido aos custos associados à realização de tais verificações bem como o tempo ocioso de veículo. Ademais, quando um veículo está na estrada, o acesso a uma instalação de manutenção adequada pode ser limitado.

[007] Vários sistemas foram projetados e são o conteúdo devárias patentes que alcançam o objetivo de manter a pressão de pneu dentro de uma faixa aceitável. Esses sistemas são tipicamente chamados sistemas de inflação de pneu central (CTIS). Os sistemas mais comuns na indústria de caminhão pesado são projetados para carretas. Os eixos de carreta são tipicamente ocos, com extremidades de eixo que têm, geralmente, um furo de passagem. O eixo oco fornece um conduto para fornecer pressão de ar para a extremidade de roda. O conjunto de extremidade de roda inclui uma área de lubrificação entre o eixo e a roda definida adicionalmente plugando-se o furo de passagem na extremidade de eixo e cobertura da extremidade do eixo com um cubo fixado à roda. A roda é sustentada na extremidade de eixo por rolamentos de roda. Os rolamentos necessitam de lubrificação e a integridade da área de lubrificação é essencial para manter a operabilidade e a vida do conjunto de extremidade de roda. A fim de fornecer ar pressurizado para os pneus giratórios, o CTIS tipicamente inclui um conjunto de união rotativa na mesma localização geral dos rolamentos. O conjunto de união rotativa está no interior ou adjacente à área de lubrificação entre o eixo estacionário e a roda.

[008] Muitos sistemas de inflação de pneu também fornecemuma indicação de que ar está fluindo para um ou mais pneus. Convencionalmente, o CTIS fornece uma indicação "ir/não ir" ou "fluxo/não fluxo" de que o ar está fluindo através do sistema. Geralmente, esses sistemas incluem um diafragma de borracha contido dentro do conduto ou da mangueira de fluxo de ar. O diafragma é dotado de um furo para possibilitar a passagem do ar através do diafragma para pressurizar o sistema. À medida que o ar viaja no sistema, o diafragma se move em resposta ao fluxo de ar. O movimento do diafragma em resposta ao fluxo de ar fecha um circuito elétrico. O circuito elétrico fechado fornece potência para um indicador, tal como uma luz, que indica que o ar está fluindo através do sistema em algum lugar. Tal sistema convencional é descrito no documento de patente no US 8.201.575, expedido no dia 19 de junho de 2012, intitulado regulador de pressão de ar com sensor de fluxo, cuja revelação é incorporada ao presente documento como se estabelecida integralmente.

[009] A indicação pode alertar um operador ou condutor de quehá um vazamento em um ou mais pneus ou, talvez, um vazamento no sistema de inflação de pneu. Em qualquer caso, a presença desse vazamento é uma indicação de que o veículo deve ser consertado para corrigir o problema. Geralmente, os sistemas tradicionais contam com comutadores de fluxo muito simplistas, conforme descrito no documento de patente anteriormente mencionado no US 8.201.575, os quais usam um diferencial de pressão para fechar um comutador mecânico. Tradicionalmente, esses sistemas necessitam de um chicote elétrico do sensor para a luz indicadora, o qual é adicionado aos custos de instalação. Convencionalmente, as únicas informações fornecidas são se o ar está fluindo. Esse ar que está fluindo é tipicamente fornecido por uma luz que é iluminada na ponta da carreta que um condutor deve identificar através do espelho retrovisor. Um condutor deve notar a iluminação de uma luz atrás da cabine de trator na ponta da carreta para ser alertado de que há um problema no sistema. Também, o sistema só avisa quando há fluxo, mas não fornece uma indicação de que roda o fluxo sai, o que é problemático em veículos maiores, nem informa se o fluxo se refere a variações regulares na pressão de pneu ou se é indicativo de um problema ou de uma falha.

[0010] Outro tipo de sensor de fluxo para um CTIS é revelado pelodocumento de patente no US 7.201.066, expedido no dia 10 de abril de 2007, intitulado System for Automatic Tire Inflation, cuja revelação é incorporada ao presente documento como se especificada integralmente. A patente '066 fornece outro sensor mecânico para o fluxo de gás inflar os pneus a jusante. A patente '066 mede uma queda de pressão através de um elemento de meio poroso em que há uma relação linear entre a queda de pressão através do meio e a taxa de taxa de fluxo do gás através do medidor.

[0011] Conforme pode ser observado, os sistemas convencionaisempregam sistemas mecânicos para medir pressão e/ou diferencial de pressão a fim de determinar se há fluxo em um sistema. Esses sistemas, na melhor das hipóteses, fornecem precisão precária. Devido à medição precária, a maioria dos CTIS convencionais fornece uma indicação de fluxo apenas quando o fluxo de ar nos CTIS excede cerca de 0,033980 metros cúbicos (1,2 pé cúbico) por minuto, o que é essencialmente indicativo de um estouro de pneu ou uma ruptura de tubo.

[0012] O sistema mecânico acima e o outro sistema mecânico para indicar o fluxo de ar no CTIS deixam muito a desejar. Portanto, face a esses antecedentes, seria desejável fornecer uma indicação, para o operador de veículo, da taxa de fluxo de ar verdadeira através do sistema. Ademais, seria desejável informar qual pneu, dentre a pluralidade de pneus, o ar está fluindo. Adicionalmente, seria desejável prover um sistema que também fornecesse um aviso, assim como um alarme, para um operador de veículo, com base em vários parâmetros associados ao CTIS. Finalmente, seria desejável apresentar um sistema que fornecesse uma indicação de fluxo antes de uma falha catastrófica, como um estouro.SUMÁRIOOs métodos, sistemas e dispositivos são descritos para um sistema de monitoramento e sistema de manutenção de pressão integrados. O fluxo de ar nesse sistema é determinado através da criação de um venturi com uma porta de entrada e uma porta de saída e um sensor de pressão na entrada e na garganta. Uma leitura de pressão é realizada nas portas de entrada e saída e o fluxo do ar que flui através do venturi é calculado com base no diferencial de pressão. De acordo com algumas modalidades, as leituras de pressão de entrada e saída são fornecidas para um microcontrolador que usa uma tabela e algoritmos de interpolação para calcular o fluxo do ar que flui através do venturi, como a massa de ar em uma dada unidade de tempo (gramas/segundo, por exemplo). Em uma modalidade, dois sensores de pressão separados são acoplados a diferentes extremidades de um orifício estreitado que faz com que uma pressão mude no fluxo, à medida que a taxa de fluxo aumenta na garganta do sensor. Então, essa mudança de pressão é usada para calcular um fluxo proporcional que pode ser transmitido para várias partes, ao invés de uma leitura ligado/desligado. Posteriormente, em algumas modalidades, o microcontrolador transmite esse valor de fluxo para um indicador remoto, um visor ou um sistema. O microcontrolador pode transmitir através de uma ligação sem fio. A ligação sem fio pode ser uma ligação sem fio de espectro distribuído de sequência direta (DSSS) para, por exemplo, uma luz na ponta da carreta ou no interior de uma cabine do veículo. O operador pode obter as informações de que o fluxo de ar está presente no sistema. No caso de o fluxo de ar estar continuamente presente, ou que estar presente com mais frequência do que o normal, o operador pode determinar que existe um problema em relação a um ou mais pneus e tomar providências para corrigi-lo de forma apropriada. De acordo com vários aspectos, a presente revelação apresenta um sistema de indicação de fluxo que:1. é operado à bateria, de modo que um chicote elétrico não precise passar de volta a partir da luz na ponta da carreta;2. é configurado para fornecer medição de fluxo proporcional ao invés de apenas uma indicação de fluxo ligado/desligado;3. tem capacidade de enviar, sem fio, uma indicação de fluxo para outros leitores, incluindo os que estão localizados em uma cabine de veículo, ou para uma luz indicadora na carreta;4. tem capacidade de fornecer informações relacionadas à indicação de extremidade de roda individual;5. é configurado para fornecer uma exibição de indicação proporcional ao invés de apenas uma luz desligado/ligado na carreta, permitindo que um operador determine a magnitude de um vazamento;6. tem capacidade de ser programado com um ou mais limiares de alerta;7. é configurado para fornecer sensibilidade de fluxo aperfeiçoada;8. tem capacidade de levar as informações para o condutor na cabine, onde um aviso audível ou visual pode ser dado na frente do condutor, caso necessário.

[0013] É evidente que várias modalidades podem omitir, substituirou acrescentar vários procedimentos ou componentes, conforme apropriado. Por exemplo, os aspectos e os elementos descritos em relação a certas modalidades podem ser combinados em várias outras modalidades. Deve-se observar, também, que os sistemas, métodos e dispositivos descritos podem ser, individual ou coletivamente, componentes de um sistema maior, no qual outros procedimentos podem prevalecer ou, de outra forma, podem modificar sua aplicação.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0014] A tecnologia do presente pedido será explicadaadicionalmente com referência às figuras desenhadas citadas abaixo, nas quais pode-se fazer referência às estruturas iguais por números iguais por todas as inúmeras vistas das mesmas.

[0015] A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um veículo comuso da tecnologia do presente pedido;

[0016] A Figura 2 é um diagrama de blocos funcional de umaunidade de sensor de fluxo e de um sensor de fluxo compatível associado ao veículo da Figura 1; e

[0017] A Figura 3 é uma vista esquemática de um tubo coletorcompatível com a tecnologia do presente pedido.

[0018] Embora as Figuras desenhadas identificadas acimaapresentem uma modalidade exemplificativa, outras modalidades da presente invenção também são consideradas, como é observado por todo o documento. A tecnologia do presente pedido é descrita a título de representação de exemplos e não deve ser interpretada como limitante. Várias outras modificações e modalidades dentro do espirito e escopo da tecnologia do presente pedido são incorporadas ao presente documento.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0019] Esta descrição apresenta exemplos e não se destina a limitar o escopo, a aplicabilidade ou a configuração da invenção. De preferência, a descrição a seguir irá proporcionar aos versados na técnica uma descrição que permita implementar as modalidades da invenção. Várias mudanças podem ser feitas na função e na disposição dos elementos.

[0020] Com referência à Figura 1, uma aplicação de umamodalidade exemplificativa é descrita em relação a um caminhão 20 que tem um trator 24 e uma carreta 28. A carreta 28 que é ilustrada na Figura 1 inclui dois eixos geométricos 32, sendo que cada eixo geométrico tem rodas duplas 36 em cada lado, o que é típico em carretas de carga pesada maiores. Cada grupo de rodas duplas 36 também pode ser denominado uma extremidade de roda. Conforme ficará logo claro para um versado na técnica, a carreta 28 poderia ser uma única carreta de eixo geométrico, e os eixos geométricos poderiam ter uma única roda ou rodas duplas. Ademais, a tecnologia descrita no presente documento poderia ser aplicada a outros veículos, incluindo, por exemplo, veículos com dois eixos geométricos convencionais. A carreta 28 inclui um sistema de pressão, não mostrado, mas geralmente conhecido na técnica, o qual opera para manter os pneus 44 em cada extremidade de roda dentro de uma faixa de pressão predefinida. Cada grupo de rodas duplas 36, nessa modalidade, inclui uma conexão a uma unidade de sensor de fluxo 40 que é interconectada com cada pneu 44 em cada grupo de rodas duplas 36. Em outras palavras, cada pneu 44 pode ter um sensor 50 conectado a uma unidade de sensor de fluxo comum 40, ou cada pneu pode ter um sensor 50 conectado a uma unidade de sensor de fluxo dedicada 40. O pneu 44 pode ser citado como um pneu pneumático, uma vez que os pneus 44 são preenchidos com um pneu de borracha fluido (gás) e não com um pneu de borracha sólido. Um sensor exemplificativo 50 e uma unidade de sensor de fluxo 40 serão descritos em maiores detalhes para uma modalidade exemplificativa em relação à Figura 2. Em algumas modalidades, a unidade de sensor de fluxo 40 detecta a pressão de pneu para cada um dos pneus 44. A unidade de sensor de fluxo 40 também pode detectar tanto o fluxo de ar para um pneu específico quanto os diferenciais de pressão, de modo que a taxa de fluxo de massa do ar para o pneu específico possa ser calculada e exibida e/ou usada para fornecer indicação, avisos ou alarmes para o operador de veículo.

[0021] A unidade de sensor de fluxo 40 também pode incluir umtransceptor de radiofrequência que recebe e transmite sinais de radiofrequência, incluindo informações que incluem o fluxo detectado de ar para cada um dos pneus 44 e/ou a extremidade de rodas 36, à qual a unidade de sensor de fluxo 40 é conectada. A carreta 28 pode incluir unidades de sensor de fluxo adicionais 40, ou outros sensores. Os exemplos de outros sensores incluem sensores que monitoram a pressão de pneu, monitoram o lubrificante dentro de cubos de roda, hubodômetros, que monitoram a distância que o veículo já percorreu, sensores de peso, sensores de identificação de veículo ou bens e sensores de fluido de freio, por exemplo. Ademais, deve-se compreender que os dispositivos, sistemas e métodos descritos no presente documento são aplicáveis a veículos que não sejam caminhões pesados, como automóveis, veículos de trilho, embarcações marítimas, aeronaves e qualquer outro dispositivo em que se deseja que o fluxo de ar ou de fluido seja monitorado em uma parte do veículo.

[0022] Há, nessa modalidade, um monitor 25, dentro do trator 24,que pode incluir um visor 205. O monitor 25 pode receber informações da unidade de sensor de fluxo 40. O monitor 25 detecta e é conectado, de modo operacional, à(s) unidade(s) de sensor de fluxo 40 que é associada à carreta 28. Conectado de modo operacional significa que o monitor é conectado à unidade de sensor de fluxo 40 através de uma conexão sem fio ou com fio. O monitor 25 recebe informações da(s) unidade(s) de sensor de fluxo 40 através da conexão. O monitor 25 pode gerar um alarme se qualquer uma dentre a(s) unidade(s) de sensor de fluxo 40 transmitir um sinal RF que inclui informações indicativas de um parâmetro de fluxo detectado que está fora do limite, o que pode ser chamado de um sinal de aviso ou um sinal de alarme. Note que a carreta 28 pode ter uma unidade de sensor de fluxo 40 que recebe inúmeras admissões para pneus através de múltiplos sensores 50 que incluem um tubo coletor, conforme explicado mais abaixo. Alternativamente, o sistema pode ter várias unidades de sensor de fluxo 40 que recebem admissão de um sensor 50 em comunicação fluida com um pneu ou uma combinação das mesmas. Em muitos casos, o trator 24 pode ser fixado a uma dentre as várias carretas diferentes 28. Essa situação é comum em operações de frota nas quais uma pluralidade de carretas 28 pode ser conectada a uma pluralidade de tratores 24. Dessa forma, a transmissão sem fio de informações a partir dos sensores 40 proporciona mais eficiência, possibilitando a comunicação de informações sem a exigência de conexões com fio adicionais entre um trator 24 e uma carreta 28.

[0023] Uma ilustração de diagrama de blocos de uma unidade desensor de fluxo 40, para uma modalidade exemplificativa, é ilustrada na Figura 2. Nessa modalidade, um sensor de fluxo 50 é conectado através de um conversor analógico para digital (A/D) 54 para um processador 58. Geralmente, o processador e o microcontrolador são usados de modo intercambiável no presente documento. O processador 58 pode conter uma calculadora 58a ou um comparador 58b, conforme explicado mais adiante. O sensor de fluxo 50 pode ser acoplado a um CTIS que fornece ar comprimido para cada extremidade de roda. A unidade de sensor de fluxo 40, na modalidade da Figura 2, inclui um sensor de fluxo 50 para cada extremidade de roda, o qual é calibrado para fornecer uma emissão que corresponda à proporção do ar que está fluindo para a extremidade de roda, e não simplesmente que o ar que está fluindo. O sensor de fluxo 50 será descrito com mais detalhes abaixo, em relação à Figura 3. A emissão a partir do sensor de fluxo 50 é fornecida para o conversor A/D 54, em que a emissão é convertida para um sinal digital que é fornecido para o processador 58. O sensor de fluxo 50, em algumas modalidades, pode pré-processar as informações de fluxo para um sinal digital, de modo que o conversor A/D 54 não seja necessário ou esteja contido no sensor de fluxo 50. O processador 58 é interconectado a uma memória 62 que pode incluir instruções de operações para o processador 58 e as informações relacionadas ao sensor de fluxo 50, como limites de emissão de sensor altos/baixos, limiares de alarme, limiares de alerta, duração de limiares de fluxo, informações relacionadas à calibragem de sensor e uma identificação única 66 para a unidade de sensor de fluxo 40. O processador 58 é interconectado também a um circuito RF 70 que transmite e recebe sinais RF através da antena 74. Uma fonte de alimentação 78 fornece potência para cada um dos componentes da unidade de sensor de fluxo 40 e, em uma modalidade, é uma bateria que é incluída dentro de um alojamento da unidade de sensor de fluxo 40. A fonte de alimentação 78 também pode incluir uma fonte de potência substituível e/ou uma fonte de potência recarregável. Em certas modalidades, a fonte de alimentação 78 pode ser conectada de modo operacional ao sistema elétrico do trator 24. Em uma modalidade, o circuito RF 70 da unidade de sensor de fluxo 40 é um transmissor ativo que recebe um sinal de interrogação e, em resposta ao mesmo, transmite um sinal de resposta que inclui a identificação única 66 da unidade de sensor de fluxo 40 e as informações relacionadas à emissão atual do sensor de fluxo 50. Em algumas modalidades, o circuito RF 70 pode incluir um transmissor passivo que usa acoplamento indutivo entre um interrogador e o circuito RF para alimentar a unidade de sensor de fluxo 40 e transmitir as informações para o interrogador. Em algumas modalidades de transmissor passivo, uma fonte de alimentação 78 pode ser eliminada. O circuito RF 70 pode ser um circuito transceptor único ou o circuito RF 70 pode compreender circuitos de transmissão e recepção separados.

[0024] Com referência à Figura 3, um tubo coletor 80 para umsensor de fluxo 50, de acordo com uma modalidade, é ilustrado. Tal tubo coletor pode ser usado para criar um ou uma pluralidade de venturis 82, de acordo com uma modalidade, com uma garganta 88 que tem um tamanho de 0,14 centímetros (0,055 polegadas), em uma modalidade exemplificativa, com uma porta de entrada e saída 84, 86 com um tamanho de 0,43 centímetros (0,170 polegadas). Como é de conhecimento geral, uma garganta de venturi 88 tem um diâmetro reduzido, conforme comparada à porta de entrada, etc. Pelo menos dois sensores de pressão 90, como, por exemplo, dois sensores de pressão absoluta de extensômetro são acoplados ao Venturi 82, com um em uma porta de entrada 86 e um na garganta 88, cujas emissões são fornecidas para amplificadores diferenciais, a fim de extrair informações de pressão. As emissões resultantes são fornecidas para outro grupo de amplificadores de pressão diferencial. A emissão do segundo grupo de amplificadores é conectada à porta A/D 54 na unidade de sensor de fluxo 40, juntamente com os fluxos reais de pressão do primeiro estágio amplificador. O microcontrolador do sensor de fluxo digitaliza as pressões e as pressões diferencias amplificadas. O microcontrolador, o qual pode incluir a calculadora 58a, usa as informações e, com base nas leituras de pressão, uma tabela de compensação é carregada para corrigir não-linearidades de pressão e temperatura. Posteriormente, essa tabela é usada para calcular a taxa de fluxo do sistema com base na pressão diferencial com uso do efeito venturi em combinação com a equação de Bernoulli, conforme é de conhecimento geral.

[0025] O processador 58, o qual pode ser um microcontrolador,um conjunto de chips ou similares, de acordo com uma modalidade, transmite, em seguida, esse valor de fluxo sobre uma ligação sem fio de espectro distribuído de sequência direta sem fio de 2,4 GHz para um receptor acoplado, de modo operacional, ao monitor 25. Tal receptor pode incluir, por exemplo, uma luz na ponta da carreta ou um sistema de receptor em uma cabine do veículo. Ao mesmo tempo, um contato de relé em estado sólido é fechado quando a taxa de fluxo alcança um nível de limiar programável que pode produzir um alarme no monitor 25, cujo alarme pode ser áudio, visual ou uma combinação dos mesmos. O tubo coletor 80 pode ser expandido acrescentando-se venturis e sensores adicionais nas emissões para uma série de portas no tubo coletor de captação de fluxo, para possibilitar a medição de fluxo em qualquer extremidade de roda ou pneu individual no sistema de inflação. A quantidade mínima de sensores necessária é baseada na quantidade de portas de emissão mais a porta de entrada. Assim, em um sistema de extremidade de quatro rodas, quatro sensores de pressão de emissão e um sensor de pressão de entrada seriam usados em uma modalidade exemplificativa.

[0026] Uma modalidade exemplificativa específica para oprocessador é um processador de série MSP430 para possibilitar o baixo consumo de potência e um ambiente operado à bateria. A vida útil da bateria pode ser projetada de modo a ser mais longa que a vida da carreta, ou, pelo menos, de 7 a 8 anos.

[0027] De acordo com várias modalidades, o processador 58, oreceptor ou o monitor pode ser programado com limiares de fluxo e pode gerar advertências no caso de um ou mais limiares serem excedidos. Por exemplo, a quantidade de fluxo calculada pela calculadora 58a do processador 58 pode ser suficientemente significativa e/ou pode durar por um longo período, suficiente para indicar um problema que requer atenção imediata. Em certas modalidades, por exemplo, pode-se determinar que uma taxa de fluxo de massa de aproximadamente 0,025485 metros cúbicos (0,9 pé cubico) por minuto (CFM) seja uma taxa de fluxo alta, de modo que um alarme seja soado, o qual o operador/transportador possa ouvir ou ver, como uma luz de alerta vermelha. Um alarme alto pode ser indicativo de uma punção ou similar, o que pode indicar que um pneu precisa de trocado o mais rápido possível, ou uma punção na tubagem para o sistema de inflação. Em certas modalidades, por exemplo, uma taxa de fluxo de massa de aproximadamente 0,5 CFM pode ser indicativa de um vazamento lento. Um vazamento lento pode não requerer a troca imediata de um pneu, mas a troca ou reparo na próxima parada programada, onde é possível fazer tal operação. Em alguns casos, o comprimento do fluxo pode ser indicativo de um problema, como um vazamento lento, ou similar. Dessa forma, o microcontrolador pode monitorar um tempo associado a um fluxo através do sensor de fluxo. Em certas modalidades, o fluxo existente por aproximadamente 10 segundos pode ser considerado não transitório e indicativo de um problema, como um vazamento. A calculadora 58a pode usar um circuito de relógio, ou similar, para determinar o tempo ou a duração de fluxo. Conforme pode ser observado, as medições acima são relacionadas ao calculo de taxa de fluxo de massa. Outras taxas de fluxo estão dentro do espirito e escopo do presente pedido. Em particular, o sensor de fluxo pode incluir um sensor de pressão para fornecer pressão. Quando combinada com uma temperatura, a partir de um sensor de temperatura, por exemplo, a densidade real do ar pode ser calculada, de modo que uma taxa de fluxo real possa ser determinada. Com uso da taxa de fluxo, os limiares podem ser ajustados para um volume total de ar fluindo no interior de um pneu particular que pode ser indicativo, por exemplo, de um vazamento lento intermitente. Aproximadamente, no contexto acima, em geral significa dentro de uma tolerância de ± 10%.

[0028] Um comparador 58b pode comparar o fluxo, o fluxo total, otempo de fluxo ou as informações de taxa de fluxo calculadas pela calculadora 58a e pode compará-las a um valor de limiar que pode ser armazenado na memória associada ao processador. Por exemplo, se um pneu for submetido a uma situação de risco na estrada, o pneu pode ter um vazamento que necessite de fluxo de ar constante ou quase constante através do sistema de inflação. Esse fluxo de ar constante pode exceder um limiar, e um aviso pode ser fornecido para o operador de veículo, para que tome as providências apropriadas. Em outros exemplos, uma linha de ar ou outro componente do sistema de inflação pode estar danificado, resultando em liberação descontrolada de ar pressurizado. Nesse caso, um limiar de fluxo pode ser programado para prover um alarme para o operador do veículo.

[0029] Deve-se notar que os métodos, sistemas e dispositivosdiscutidos acima são projetados meramente a título de exemplo. Deve ser enfatizado que várias modalidades podem omitir, substituir ou adicionar vários procedimentos ou componentes, caso seja apropriado. Por exemplo, deve-se observar que, em modalidades alternativas, os métodos podem ser realizados em uma ordem diferente dessa descrita e que várias etapas podem ser acrescentadas, omitidas ou combinadas. Também, as características descritas em relação a certas modalidades podem ser combinadas com várias outras modalidades. Os aspectos e elementos diferentes das modalidades podem ser combinados de uma maneira semelhante. Também deve ser enfatizado que a tecnologia evolui e, assim, a maioria dos elementos é de natureza exemplificativa e não deve ser interpretada como limitante para o escopo da invenção,

[0030] Os detalhes específicos são dados na descrição paraproporcionar uma compreensão completa das modalidades. No entanto, os versados na técnica compreenderão que as modalidades podem ser praticadas sem esses detalhes específicos. Por exemplo, os circuitos, os processos, os algoritmos, as estruturas e as técnicas bem conhecidos foram mostrados sem detalhes desnecessários, para que não comprometam a clareza das modalidades.

[0031] Nota-se, também, que as modalidades podem ser descritascomo um processo que é representado como um fluxograma ou diagrama de blocos. Embora cada um possa descrever as operações como um processo sequencial, a maioria das operações pode ser realizada em paralelo ou concomitantemente. Adicionalmente, a ordem das operações pode ser reorganizada. Um processo pode ter etapas adicionais não incluídas na Figura.

[0032] Tendo descrito várias modalidades, será reconhecido pelosversados na técnica que várias modificações, construções alternativas e equivalentes podem ser usados sem que se afaste do espirito da invenção. Por exemplo, os elementos acima podem ser meramente um componente de um sistema maior, em que outras regras podem ter precedência ou, de outra forma, podem modificar a aplicação da invenção. Também, várias etapas podem ser realizadas antes, durante ou após os elementos acima serem considerados. Consequentemente, a descrição acima não deve ser interpretada como limitante do escopo da invenção.

Claims

1. Sistema de inflação de pneu central para manter a inflação de pneu em um veículo (28), o sistema de inflação de pneu central compreendendo: um conduto formando uma trajetória de fluxo de fluido para colocar uma fonte de ar veicular em comunicação fluida com pelo menos um pneu de veículo (44); e um sensor de fluxo (50) em comunicação fluida com o conduto e com pelo menos um pneu de veículo; caracterizado pelo fato de que: o sensor de fluxo compreende pelo menos dois sensores de pressão acoplados a diferentes extremidades de um orifício estreitado; o sistema de inflação de pneu central compreendendo ainda: um sensor de temperatura; uma unidade de sensor de fluxo de massa (40) conectada de modo operacional ao sensor de fluxo e ao sensor de temperatura, a unidade de sensor de fluxo de massa compreendendo: uma calculadora (58), a calculadora recebe pelo menos um sinal gerado de pelo menos dois sensores de pressão do sensor de fluxo e pelo menos um sinal de temperatura do sensor de temperatura, em que a calculadora calcula uma taxa de fluxo de massa com base em pelo menos um sinal de fluxo e pelo menos um sinal de temperatura, e a calculadora emite um sinal de taxa de fluxo de massa; um comparador, o comparador recebe a taxa de fluxo de massa calculada a partir da calculadora e compara a taxa de fluxo de massa a um primeiro limiar de taxa de fluxo, em que o comparador emite um sinal de alarme quando a taxa de fluxo de massa viola o primeiro limiar de taxa de fluxo; um transmissor (74), o transmissor emite o sinal de taxa de fluxo de massa e o sinal de alarme; e um visor, visor é observável por um operador e conectado de modo operacional à unidade de sensor de fluxo de massa, em que o visor recebe o sinal de taxa de fluxo de massa e o sinal de alarme emitidos e está configurado para exibir a taxa de fluxo de massa e para emitir um alarme quando o sinal de alarme for recebido.

2. Sistema de inflação de pneu central, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conduto está em fluxo de fluido com uma pluralidade de pneus (44) e o sensor de fluxo (50) compreende uma pluralidade correspondente de sensores de fluxo, em que um único sensor de fluxo da pluralidade correspondente de sensores de fluxo está em comunicação fluida com um único pneu da pluralidade de pneus.

3. Sistema de inflação de pneu central, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a unidade de sensor de fluxo de massa (40) está conectada de modo operacional a cada um dentre a pluralidade de sensores de fluxo (50) e a calculadora calcula uma pluralidade de sinais de taxa de fluxo de massa que correspondem a cada um dos sensores de fluxo e em que o visor exibe a taxa de fluxo de massa para cada um dentre a pluralidade de pneus (44).

4. Sistema de inflação de pneu central, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o comparador compara a taxa de fluxo a pelo menos um segundo limiar de taxa de fluxo, em que o comparador emite um sinal de alarme quando a taxa de fluxo viola o segundo limiar de taxa de fluxo, em que o segundo limiar de taxa de fluxo é menor do que o primeiro limiar de taxa de fluxo.

5. Sistema de inflação de pneu central, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sensor de fluxo (50) compreende um venturi que compreende uma entrada, uma saída e uma garganta.

6. Sistema de inflação de pneu central, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de sensor de fluxo de massa (40) está conectada de modo operacional ao visor através de uma conexão de radiofrequência.

7. Sistema de inflação de pneu, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma fonte de alimentação de bateria (78) acoplada à unidade de sensor de fluxo de massa (40).

8. Sistema de inflação de pneu central, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a calculadora calcula adicionalmente uma duração de fluxo de ar para o pelo menos um pneu e o comparador compara a duração a um primeiro limiar de tempo e remete o sinal de alarme quando o primeiro limiar de tempo é violado.

9. Método para alertar um operador para fluir ar para pelo menos um pneu (44) de um veículo (28), que compreende: fornecer um sensor de fluxo (50) em um conduto de ar em comunicação fluida com pelo menos um pneu do veículo e um sensor de temperatura; caracterizado pelo fato de que: o sensor de fluxo compreende pelo menos dois sensores de pressão acoplados a diferentes extremidades de um orifício estreitado; o método compreendendo ainda: medir pressões em uma pluralidade de locais no conduto de ar usando pelo menos dois sensores de pressão do sensor de fluxo; medir a temperatura;transmitir as pressões e a temperatura medidas para um processador (58);calcular, no processador, pelo menos uma taxa de fluxo de massa com base nas pressões e na temperatura medidas;comparar a taxa de fluxo de massa calculada a pelo menos um primeiro limiar;gerar um sinal de alarme quando a taxa de fluxo de massa violar o primeiro limiar;difundir a taxa de fluxo de massa e o sinal de alarme para um monitor situado na cabine de veículo e observável pelo operador;exibir a taxa de fluxo de massa no monitor, em que o operador observa a taxa de fluxo de massa; efornecer um alarme na cabine de veículo quando o sinal de alarme for gerado.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a etapa de fornecer um sensor de fluxo (50) fornece uma pluralidade de sensores de fluxo (50) de modo que um único sensor de fluxo esteja em comunicação fluida com um único pneu (44) de uma pluralidade correspondente de pneus (44), e em que a etapa de cálculo da taxa de fluxo de massa compreende calcular uma taxa de fluxo de massa para cada um da pluralidade de pneus.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a etapa de exibir exibe uma pluralidade de taxa de fluxo de massas e em que a pluralidade de taxa de fluxo de massas compreende a taxa de fluxo de massa para cada um dentre a pluralidade de pneus (44).

12. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que ainda compreende comparar a taxa de fluxo de massa calculada a pelo menos um segundo limiar e gerar um sinal de alarme quando a taxa de fluxo de massa violar o segundo limiar.

13. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a manutenção do veículo (28) com base no alarme.

14. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a etapa de calcular uma duração de fluxo para o pelo menos um pneu (44) e gerar um alarme quando a duração de fluxo exceder um primeiro limiar de tempo.

15. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende ainda fornecer ao processador (58) uma fonte de alimentação de bateria (78).