BR112019025918A2 - processo de diagnóstico do estado de esvaziamento de um pneu de um trem de veículo - Google Patents

Abstract

RESUMO PROCESSO DE DIAGNÓSTICO DO ESTADO DE ESVAZIAMENTO DE UM PNEU DE UM TREM DE VEÍCULO

Description

U7 “PROCESSO DE DIAGNÓSTICO DO ESTADO DE ESVAZIAMENTO DE UM PNEU DE UM TREM DE VEÍCULO”

[001] A invenção refere-se a um processo de diagnóstico do estado de enchimento de um pneu de veículo. Esse processo pode ser aplicado com vantagem, mas não exclusivamente, a um veículo automotivo.

[002] Na sequência da descrição, as noções de "roda" e "pneu" são equivalentes.

[003] Essa invenção refere-se ao quadro da detecção do estado de esvaziamento de, pelo menos, um dos pneus de um veículo automotivo, por um método indireto.

[004] Em geral, o sistema de monitoramento de pressão pneumática (SSPP) tem por objetivo alertar imediatamente o motorista em caso de perda de pressão dos pneus, para que ele possa prosseguir, sem demora, com um reenchimento do pneu sub-cheio ou proceder à sua substituição. Uma tal medida permite: - reduzir as emissões de CO2 que seriam causadas pelo sub-enchimento, - prolongar a vida útil dos pneus e, - aumentar a segurança dos passageiros, reduzindo o risco de arrebentar as rodas.

[005] As soluções tipo SSPP atuais ou métodos diretos são baseadas no uso de sensores de pressão instalados em cada válvula das rodas do veículo, medindo em tempo real os valores de pressão e temperatura. As desvantagens dessas soluções são as seguintes: - OS pneus devem ser adaptados à instalação desses sensores, - OS sensores de pressão requerem manutenção regular para minimizar o risco de falha e perda de detecção - os sensores de pressão geram custos significativos de fabricação e manutenção.

[006] Novas soluções sem sensor de pressão (SSPP indireto) propõem a instalação de um sistema de detecção de um sub-enchimento a partir da análise dos sinais presentes em um barramento CAN (ângulo de voo, velocidades angulares,

velocidade do motor e acelerações). Ora, essas novas soluções ou métodos indiretos são mais complexos que as soluções atuais, e sua implementação é mais difícil. O SSPP indireto consiste em algoritmos de detecção de sub-enchimento que empregam um grande número de parâmetros de regulagem. Para otimizar todos esses parâmetros e validar a regulagem final obtida, foi projetada uma base de dados considerável, resultante de um grande número de testes correspondendo às fases de rodagem. Portanto, o tempo de simulação do sistema em todo esse banco de dados torna o ajuste manual dos algoritmos de detecção de SSPP uma tarefa complexa, tediosa e consumidora de tempo.

[007] Os sistemas SSPP indiretos, baseados nas velocidades angulares das rodas são constituídos, entre outros, em dois tipos de algoritmos de detecção.

[008] O primeiro algoritmo de detecção é baseado em uma análise comparativa dos raios dinâmicos das rodas a partir dos sinais de velocidades angulares. De fato, uma diminuição do raio dinâmico tem como uma consequência direta um aumento da velocidade angular da roda. Esse algoritmo chamado sistema de detecção de furo (SDC) pode efetivamente detectar qualquer queda de pressão em uma roda.

[009] O segundo algoritmo é baseado na análise espectral de sinais de velocidade angular. Foi constatado que a diminuição da pressão causa uma diminuição das frequências características das vibrações do veículo e da roda, aparecendo no sinal de velocidade angular. Esse algoritmo é capaz de detectar um esvaziamento de várias rodas, sendo muito útil para detectar as baixas perdas de pressão acumuladas após um longo período de rodagem. Esse sistema é chamado de sistema de detecção de difusão (SDD).

[0010] No quadro da experimentação e da validação dos algoritmos de detecção de difusão SDD, foram realizadas centenas de testes de rodagem em uma frota de veículos, com ou sem sub-enchimento, em uma ou mais rodas.

[0011] Com base nos sinais das rodas, os algoritmos existentes reconstituem para cada roda uma velocidade, depois calculam, a partir dessa velocidade, uma frequência de torção da dita roda.

[0012] Estudos estatísticos sobre as frequências de torção das rodas dianteira e traseira mostraram um desvio de frequência significativo nas rodas de um mesmo trem, quando uma das duas rodas apresenta um sub-enchimento.

[0013] Um processo de diagnóstico do estado de enchimento de uma roda de acordo com a invenção permite detectar um estado de esvaziamento de uma roda em relação ao estado de enchimento da outra roda de um mesmo trem em um veículo, evitando qualquer correlação com as outras rodas.

[0014] A invenção tem por objeto um processo de diagnóstico do estado de esvaziamento de um pneu de um trem de veículo, compreendendo um primeiro pneu e um segundo pneu.

[0015] A principal característica de um processo de acordo com a invenção é que ele compreende as seguintes etapas, - uma etapa de determinação da frequência de torção F, do primeiro pneu e da frequência de torção F> do segundo pneu, - uma etapa de determinação do desvio AF entre a frequência de torção F, do primeiro pneu e a frequência de torção F> do segundo pneu, - uma etapa de avaliação da probabilidade de ter um sub-enchimento de um dos ditos pneus em relação ao outro pneu, calculando a razão do valor absoluto do dito desvio AF sobre um valor limiar de um desvio relativo, representativo de um sub- enchimento entre os dois pneus.

[0016] Este processo é baseado na determinação de uma probabilidade de sub-enchimento de um pneu em relação ao outro pneu do mesmo trem, o dito processo utilizando como parâmetro principal a frequência de torção de cada roda do dito trem. O valor limiar é representativo de um sub-enchimento significativo de uma roda em relação à outra roda do mesmo trem. De fato, é necessário que o desvio entre as frequências de torção das duas rodas seja suficientemente grande para garantir a detecção de um sub-enchimento.

[0017] Com vantagem, a etapa de determinação da frequência de torção de um pneu consiste em uma etapa de cálculo realizada a partir da velocidade do dito pneu.

[0018] De modo preferencial, a velocidade de cada pneu é reconstituída por algoritmos com base nos sinais das rodas.

[0019] Preferivelmente, a etapa de determinação do desvio entre as frequências de torção dos dois pneus é realizada a partir de uma média do dito desvio sobre um período dado T getecção-

[0020] De modo vantajoso, a etapa de obtenção da média é realizada a partir da fórmula: Tdetecção AFmédio - 1 Tarde T AP detecção

[0021] Com vantagem, o valor limiar é derivado de um grande número de testes de rodagem em uma frota de veículos, com ou sem sub-enchimento em uma ou mais rodas, esse valor limiar correspondendo ao desvio relativo máximo observado durante os ditos testes.

[0022] De modo preferencial, um processo de diagnóstico de acordo com a invenção é completado por uma etapa de controle consistindo na medição por meio de um sensor da pressão de cada pneu, depois comparando o estado de enchimento de cada pneu obtido com o dito sensor e aquele obtido a partir da frequência de torção do dito pneu.

[0023] Um processo de diagnóstico de acordo com a invenção tem a vantagem de não necessitar de aprendizagem e de ser realizado a partir de algoritmos já existentes para calcular a frequência de torção de cada roda. Ele também tem a vantagem adicional de ter uma configuração fácil, porque ele implementa um número restrito de parâmetros de regulagem. Por fim, ele apresenta a vantagem de poder detectar de modo rápido e muito confiável um sub-enchimento.

[0024] A seguir, é apresentada uma descrição detalhada de uma modalidade preferida de um processo de diagnóstico de acordo com a invenção, com referência às seguintes figuras:

[0025] A Figura 1 é um diagrama da frequência de torção ao longo do tempo obtida para duas rodas de um mesmo trem sem esvaziamento,

[0026] A Figura 2 é um diagrama da frequência de torção ao longo do tempo obtida para duas rodas de um mesmo trem, uma das duas rodas tendo sofrido um esvaziamento significativo.

[0027] Um processo de diagnóstico de acordo com a invenção permite detectar um sub-enchimento de uma das duas rodas de um mesmo trem de um veículo automotivo, essa detecção sendo realizada com base na análise da frequência de torção de cada roda do dito trem.

[0028] É suposto que um veículo comporte um trem dianteiro e um trem traseiro, e que cada trem comporte uma roda esquerda e uma roda direita.

[0029] No quadro da experimentação e da validação dos algoritmos de detecção de transmissão SDD, foram realizadas centenas de testes de rodagem em uma frota de veículos, com ou sem ter um sub-enchimento em uma ou em várias rodas.

[0030] Com base nos sinais das rodas, os algoritmos existentes reconstituem, então, para cada roda, uma velocidade, depois calculam a partir dessa velocidade a frequência de torção da dita roda.

[0031] Estudos estatísticos sobre as frequências de torção das rodas dianteira e traseira mostraram um desvio de frequência significativo nas rodas de um mesmo trem, quando uma das duas rodas apresenta um sub-enchimento.

[0032] Com efeito, com referência à Figura 1, se as duas rodas de um mesmo trem não sofreram nenhum esvaziamento ou não apresentam nenhum sub- enchimento significativo, as variações da frequência de torção das ditas rodas em função do tempo são quase idênticas. .

[0033] Ao contrário, com referência à Figura 2, se uma das duas rodas tiver sofrido um esvaziamento da ordem de 30% em relação à outra roda, será observada um desvio do valor da frequência de torção durante o passar do tempo, esse desvio permanecendo constante durante um dado período. Com efeito, a frequência de torção da roda tendo sofrido um esvaziamento significativo, é inferior à da roda não tendo sofrido nenhum esvaziamento.

[0034] Para detectar o sub-enchimento de uma roda, as seguintes etapas são implementadas:

- uma etapa de cálculo do desvio de frequência do mesmo trem/eixo, a partir da fórmula: AF =F-E, onde F, é a frequência de torção da roda esquerda e F,> é a frequência de torção da roda direita, - uma etapa de calcular a média do desvio de frequência durante um período de detecção T getecção, à partir da fórmula: So AF, dt AFmedio = PA detecção - uma etapa de avaliação, em cada detecção, das probabilidades P, e P, de esvaziamento respectivamente, da roda esquerda e da roda direita de um mesmo trem, a partir das fórmulas: - Se AFréaio > 0,0 = REM ep =0 - Se AFréaio <0,P, =0 e P; = PEmédio|

[0035] O parâmetro Limiar representa o valor limiar sobre o desvio relativo entre as frequências de torção das duas rodas correspondentes a um sub- enchimento entre as duas rodas.

[0036] A escolha deste parâmetro é muito importante para se ter um bom funcionamento do processo proposto. O valor desse parâmetro deve ser escolhido de forma a garantir que os valores de probabilidade P1 e P2 estejam bem compreendidos entre O e 1. Geralmente, após a criação de um banco de dados com um grande número de testes reais realizados, o desvio relativo máximo obtido será escolhida como o valor do limiar. Deve ser notado que o valor final deste parâmetro limiar será diferente para cada veículo. Além disso, o banco de dados usado para escolher o parâmetro limiar, deverá possuir resultados de teste feitos com diferentes condições de rodagem, por exemplo, com uma massa diferente, para garantir, a um processo de acordo com a invenção, um certo nível de robustez.

[0037] Os parâmetros de regulagem deste processo são os seguintes:

- o fator de esquecimento do cálculo da frequência de torção, que irá cada vez mais suavizar os valores da frequência e limitar o impacto do ruído no processo, - o tempo de detecção, que pode ser relativamente curto, daí o interesse desse processo, - o limiar no desvio que pode ser ajustado de acordo com as condições de robustez exigidas.

Claims (7)

REIVINDICAÇÕES

1. Processo de diagnóstico do estado de esvaziamento de um pneu de um trem de veículo, compreendendo um primeiro pneu e um segundo pneu, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas: - uma etapa de determinação da frequência de torção F, do primeiro pneu e a frequência de torção F> do segundo pneu, - uma etapa de determinação do desvio AF entre a frequência de torção F, do primeiro pneu e a frequência de torção F> do segundo pneu, - uma etapa de avaliação da probabilidade de ter um sub-enchimento de um dos ditos pneus em relação ao outro pneu, calculando a razão do valor absoluto do dito desvio AF para um valor limiar de um desvio relativo, representativo de um sub- enchimento entre os dois pneus.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de determinação da frequência de torção de um pneu consiste em uma etapa de cálculo realizada a partir da velocidade do dito pneu.

3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a velocidade de cada pneu é reconstruída por algoritmos com base nos sinais das rodas.

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a etapa de determinação do desvio entre as frequências de torção dos dois pneus é realizada a partir de uma média do dito desvio sobre um período dado T getecção.

5. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a etapa de obtenção da média é realizada a partir da fórmula: Tdetecção MFneaia =

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o valor limiar é derivado de um grande número de testes de rodagem em uma frota de veículos, com ou sem sub-enchimento de uma ou mais rodas, e em que esse valor limiar corresponde ao desvio relativo máximo observado durante os ditos testes.

7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que ele é completado por uma etapa de controle consistindo em medir, por meio de um sensor da pressão de cada pneu, então em comparar o estado de enchimento de cada pneu obtido com o dito sensor e aquele obtido a partir da frequência de torção do dito pneu.

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