BRPI0710904B1

BRPI0710904B1 - Pneumático

Info

Publication number: BRPI0710904B1
Application number: BRPI0710904-0A
Authority: BR
Inventors: Rensel John; Wilson Paul; Merat Francis
Original assignee: Bridgestone Americas Tire Operations, Llc
Priority date: 2006-04-25
Filing date: 2007-04-25
Publication date: 2018-04-03
Also published as: CN104589928A; KR101621303B1; AU2007243411B2; CA2649829A1; CN101460321B; AU2007243411A1; US20090277262A1; JP2009535699A; KR20090006107A; US7832263B2; BRPI0710904A2; CN104589928B; AR060657A1; EP2275286B1; MX2008013633A; KR20150014975A; CA2649829C; JP5632519B2; US7581439B2; EP2275286A1

Abstract

pneumático. a presente invenção para obter dados de um artigo elastomérico, como um penumático, inclui pelo menos um sensor sem fio. as escalas de comprimento do sensor se situam na faixa de dispositivos de escala nano a escala micro que são suficientemente pequenos para evitar tornarem-se oclusões dentro do artigo. o artigo pode incluir sensores embutidos dentro de um dos materiais do artigo, uma camada de sensores construída dentro do artigo, e uma fileira de sensores disposta dentro de um componente ou embutida dentro de um componente do artigo. os sensores podem ser configurados para prover dados relacionados a um ou mais parâmetros de temperatura, pressão, flexão das paredes laterais, tensão, deformação e outros parâmetros. os sensores podem ser sensores lcd, e/ou sensores de polimeros condutores, e/ou sensores de biopolímeros e/ou diodos de polímeros adequados para detectar dados durante a operação do pneu. um circuito de potência usando energia gerada pelo pneu pode prover potência aos sensores.

Description

(54) Título: PNEUMÁTICO (73) Titular: BRIDGESTONE AMÉRICAS TIRE OPERATIONS, LLC. Endereço: 535 Marriott Drive, Nashville, Tennessee 37214, ESTADOS UNIDOS DA AMÉRICA(US) (72) Inventor: JOHN RENSEL; PAUL WILSON; FRANCIS MERAT

Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 03/04/2018, observadas as condições legais

Expedida em: 03/04/2018

Assinado digitalmente por:

Júlio César Castelo Branco Reis Moreira

Diretor de Patente

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para PNEUMÁTICO.

Referência Cruzada A Pedido Relacionado

Este pedido reivindica o benefício do Pedido de Patente Provisório dos Estados Unidos com Número de Série 60/794,605 depositado em 25 de Abril de 2006, cuja descrição é incorporada neste como referência. Fundamento da Invenção

Campo Técnico

A presente modalidade exemplificativa refere-se a artigos elastoméricos que têm sistemas de sensor integrado. Ela encontra aplicação em conjunção com monitoramento de propriedades físicas e de engenharia do artigo elastomérico com sensores embutidos, e será descrita com particular referência a pneus de veiculo. No entanto, deve ser observado que a presente modalidade exemplificativa é também acessível a outras aplicações similares incluindo monitoramento de parâmetros para outros artigos elastoméricos tais como artigos elastoméricos capazes de realizar trabalho. Informação de Base

Artigos elastoméricos tais como molas de ar e pneus de veículo são muitas vezes submetidos a uma ampla faixa de forças internas e externas durante o uso. O resultado do trabalho realizado pelos materiais viscoelásticos pode ser indicado pela temperatura, uma qualidade termodinâmica, como uma medida do trabalho útil perdido para o calor. Pneus são projetados para resistir forças internas e externas e as temperaturas resultantes dentro de uma janela operacional a várias cargas e pressões internas. Quando um artigo elastomérico experimenta condições além desta janela operacional, o desempenho do artigo pode ser abreviado. Por exemplo, em algumas situações, um pneu de veículo que sendo usado impropriamente pode incluir componentes que são sujeitos a forças de cizalhamento excessivas durante o uso (p. e, deformação cíclica repetida). Estas forças internas geram calor que aumentará a temperatura interna do pneu. Componentes de pneu superaquecidos podem eventualmente romper e alterar o desempenho do pneu. Pneus que não são adequadamente inflados às pressões requeri2 das para suas condições operacionais podem também superaquecer e podem finalmente sofrer desgaste relacionado ao calor que pode reduzir seu tempo de vida operacional. Em certas circunstâncias quando o veículo está engajado em executar uma tarefa de trabalho tal como extrair carvão em '5 uma operação de mina ou transferir carga em estradas públicas, o impacto de tempo de vida reduzido pode afetar negativamente a tarefa de trabalho causando perda de produtividade e custos operacionais aumentados.

Os veículos de hoje incluem também sistemas de suspensão e freio administrados ativamente. Estes sistemas inferem ou assumem dados sobre a relação entre o pneu e a superfície da estrada. Fabricantes de veículo desejam um sistema para obter dados de engenharia mensuráveis em tempo real do pneu de forma que estes dados possam ser usados para administrar ativamente a operação do veículo.

É portanto, desejável detectar parâmetros experimentados pelos pneus e pelos componentes de pneu tais como forças incluindo tensões e deformações, temperaturas, vibrações, e outras condições para prover informação util concernente ao estado do pneu e seus componentes.

Sumário da Invenção

A invenção prove um sistema sensor para obter dados de um artigo elastomérico desde um sensor disposto dentro do artigo ou conectado a ele. O sistema sensor obtém os dados através de comunicações sem fio. Os sensores são sensores de escala nano ou escala micro que são suficientemente pequenos para serem embutidos dentro do artigo. Tais sensores podem ser configurados em combinação com o material elastomérico para ser suficientemente pequeno para evitar ser uma oclusão no material elastomérico.

Em uma configuração, a invenção provê um artigo elastomérico que tem pelo menos um ou uma pluralidade de sensores embutidos dentro do artigo. O sensor ou sensores são de escala nano ou escala micro em ta30 manho. Pelo menos uma pluralidade de sensores é configurada para prover um sinal sem fio a uma leitora para prover dados de propriedade física ou dados de condição de engenharia do artigo. Uma configuração provê a plu3 ralidade de sensores embutidos através dos matérias dos componentes do artigo. Outra configuração prove os sensores em uma camada sensora que é construída dentro do artigo. Uma configuração adicional usa uma pluralidade de sensores no formato de uma fileira embutidos dentro do material do artigo.

Em outra configuração, a invenção provê um pneu que tem uma pluralidade de sensores embutidos dentro do pneu. O pneu pode ser um pneu sólido, um pneumático, ou um pneu sem ar. Os sensores são de scala micro ou escala nano em tamanho. Pelo menos uma pluralidade de senso10 res são configurada para prover sinal sem fio para uma leitora para prover dados de propriedade física ou dados de condição de engenharia do pneu. Uma configuração provê a pluralidade de sensores embutidos através dos materiais dos componentes de pneu. Outra configuração provê os sensores em uma camada sensora que é construída dentro do pneu. Uma configurais ção adicional usa uma pluralidade de sensores no formato de fileira embutidos dentro do componente de pneu ou providos como parte dele.

Em uma configuração adicional, a invenção provê um artigo elastomérico que tem uma pluralidade de sensores configurados para mudar sua configuração ao atingir um limite. Em uma modalidade, o limite é basea20 do em temperatura. Outros limites incluem tensão, deformação e vibração. A leitora é programada para olhar por mudanças na mudança na configuração do sensor. Mudanças exemplificativas na configuração de sensor inclui que o sensor ativa, desativa, muda freqüência de transmissão, ou altera o tempo entre transmissões. Uma modalidade exemplificativa do artigo é um pneu e, mais particularmente, um pneumático.

Uma configuração adicional da invenção prove um circuito de potência que gera potência para um sensor desde a energia gerada pelo próprio material elastomérico.

Breve Descrição Dos Desenhos

A figurai é um diagrama de bloco pictórico ilustrando um sistema de monitoramento de acordo com a invenção.

A figurai A é uma vista de um veículo que tem um sistema de suspensão ativo incorporando o sistema de monitoramento da invenção para prover dados ao sistema de suspensão.

A figura 2 é uma vista de seção aumentada de uma parte de um pneu que tem uma pluralidade de sensores nas extremidades da cinta.

'5 A figura 3 é uma vista de seção aumentada de uma parte de um pneu que tem uma pluralidade de sensores embutidos nos materiais componentes do pneu exemplificativo.

A figura 4 é uma vista de seção aumentada de uma parte de um pneu que tem uma camada de sensor disposta intermediária ao forro interno e à lona do corpo.

A figura 5 é uma vista de seção aumentada de uma parte de um pneu que tem uma camada de sensor disposta intermediária à lona do corpo e ao conjunto de cinta.

Números similares se referem a partes similares ao longo da 15 especificação. Se entende que os desenhos sejam representação esquemáticas ou pictóricas. Os desenhos não estão em escala e o achuriado cruzado selecionado para os desenhos não é tencionado limitar os materiais. Descrição Detalhada

Com referência à figura 1, é mostrado o sistema sensor à dis20 tância para um pneu 102, genericamente em 100. O sistema sensor 100 inclui um ou mais sensores sem fio 104 fixados ao pneu 102 e/ou embutido nele para detectar vários parâmetros incluindo mas não limitado às, temperatura, pressão, pressão de ar, tensão, deformação, vibração, química, entre outros. O sistema sensor 100 obtém dados úteis para monitorar as proprie25 dades ou características incluindo, mas não limitado a, desgaste de banda de rodagem do pneu, pressão do pneu, temperatura do pneu, e flexão da parede lateral. Podem ser monitoradas também não uniformidades do pneu 102 e/ou descobertas tais como abaulamentos, perfurações, bandas de rodagem ou cordas rompidas. Outras irregularidades podem ser determinadas desta maneira tais como anomalias de suspensão de veículo devido a desgaste irregular de banda de rodagem ou mudanças de pegada.

Embora os exemplos descritos aqui sejam em referência a pneus de veículo pneumáticos, deve ser observado que outros pneus - tais como sem ar e pneus sólidos - e outros artigos elastoméricos, incluindo molas de ar, correias de transporte, materiais de telhado, artigos esportivos, etc.

Podem também ser monitorados usando um sistema sensor de construção e implementação semelhante.

Os sensores sem fio 104 provêm dados detectados para um dispositivo de coleta de dados 106, também conhecido como uma leitora ou circuito de aquisição de dados, que está localizado à distância dos sensores. O dispositivo de coleta de dados 106 pode ser montado dentro ou sobre o pneu 102, dentro ou no veículo, ou a distância de ambos tal como em uma instalação de bancada de teste. Os sensores sem fio 104 provêm dados na forma de sinais de sensor eletromagnético que podem ser lidos pelo dispositivo de coleta de dados 106, de uma maneira sem fio desta foma evitando a necessidade de conexão física entre eles. A comunicação sem fio entre o sensor 104 e o dispositivo de coleta de dados 106, mostrado em 112, provê um maior grau de versatilidade na montagem do sensor ao pneu ou embutimento do sensor dentro do pneu.

O dispositivo de coleta de dados 106 pode incluir uma antena 108 para receber os dados detectados na forma de uma radiação eletro20 magnética, tal como por exemplo, transmissões de onda de rádio como será descrito abaixo em maior detalhe. Um único dispositivo de coleta de dados 106 ou uma pluralidade de dispositivos de coleta de dados, pode ser usado para coletar dados detactados pelos sensores sem fio 104. Um mecanismo de relé também pode ser usado em que o mecanismo de relé acumula da25 dos do artigo e supre os dados a um dispositivo de coleta de dados 106. Pode ser usada uma pluralidade de relés. Em uma configuração, um relé pode ser disposto na roda ou próximo à roda enquanto o dispositivo de coleta é portado pelo veículo ou disposto em uma localização fixa.

Um processador de dados 110 pode ser conectado ao dispositi30 vo de coleta de dados 106 para processar os dados detectados no sentdo de sintetizar informação sobre propriedades do pneu sendo monitoradas. O processador de dados 110 pode ser um dispositivo de computação incluindo mas não limitado a um processador dedicado, um computador convencional tal como um computador pessoal ou laptop, ou outros dispositivos eletrônicos conhecidos para coletar e processar sinais obtidos de sensores sem fio.

O um ou mais dispositivos de coleta de dados 106 podem ser dispostos a'5 fastados de um ou mais dispositivos de processamento centrais 110 ou integrados com eles.

[0023] O dispositivo de coleta de dados 106 e o processador de dados 110 podem ser dispostos no veículo para prover determinações de dados detectados e processados sobre o pneu o veículo em tempo real, se assim dese10 jado. Altemativamente, uma bancada de teste incluindo estes dispositivos 106 e 110 podem ser configurados para prover este dado durante o teste de pneu.

Sensores 104 podem ser baseados em não-silício, tais como sensores LCD, sonsores de polímero condutor, ou sensores de biopolímero.

Os sensores 104 podem também ser diodos de polímero que têm a vantagem de prover dados de baixas freqüências. Baixas freqüências permite as saídas do sensor trafegarem através de meios mais espessos e como tal estes tipos de sensores podem ser embutidos através de uma faixa maior do material de pneu, tal como sendo embutidos mais profundamente dentro do pneu., embora ainda provendo dados úteis que podem ser detectados à distância. Os sensores sem fio 104 também podem ser dispositivos de Identificação de Radiofreqüência (RFID) provendo seus dados detectados ao um ou mais dispositivos de coleta de dados. Tais dispositivos RFID são fabricados em tamanhos suficientemente pequenos para serem incorporados em grande número dentro do pneu 102. Grande número de dispositivos de RFID podem assim serem incorporados dentro do corpo do pneu para prover realimentação de uma área ampla do pneu,

Quando sensores 104 são embutidos com um material ou um componente, cada sensor 104 é suficientemente pequeno para evitar ser uma oclusão na localização embutida. Uma oclusão é um material estranho embutido em um elastômero que não tem propriedades físicas semelhantes como o elastômero circundante. Uma oclusão leva a um desempenho inde7 sejável do elastomero. Sensores 104 podem ser na escala de nano ou escala de micro para evitarem de ser oclusões dependendo das propriedades do sensor e as propriedades do material circundando o sensor. Em um exemplo, cada sensor, é não maior do que 20 mícrons. Dependendo de onde os sensores são dispostos, outros tamanhos de sensores individuais podem ser na faixa de dezenas a centenas de milímetros quadrados em tamanho para baixo a tamanhos menores similares àquele do negro-de-fumo para baixo até mesmo menores tamanhos na faixa microscópica.

Sensores sem fio 104 podem incluir funções além de identifica10 ção ou reconhecimento do sensor 104 como é comumente conhecido com _z tarefas de RFID. Os sensores sem fio 104 podem também amostrar e/ou medir parâmetros tais como temperatura, pressão, pressão de ar, tensão, deformação, vibração, química, entre outros, estes dados podem ser usados pelo dispositivo de coleta de dados 106 e processador de dados 110 para gerar informação sobre o corpo de pneu. Quando são obtidos dados em tempo real, a informação gerada pode ser usada como parte de um laço de realimentação com o controlador para a suspensão do veículo. A figura 1A esboça um veículo que tem uma suspensão ativa. Os controles da suspensão recebem informação ou dados da leitora 106 ou processador 110 e usa esta informação como parte dos cálculos de controle para a suspensão. Estes dados e informação devem ser armazenados ao longo do tempo para criar uma história do pneu. A informação da história do pneu pode ser usada para modificar o projeto de futuros pneus.

Os sensores sem fio 104 podem ser sensores passivos que não incluem uma fonte de potência e transmissor ativo. Os sensores sem fio 104 podem estar acoplados indutivamente com o dispositivo de coleta de dados. Os sensores 104 podem incluir um ou mais elementos condutores 114 formando uma ou mais antenas que recebem ondas eletromagnéticas emitidas da antena de dispositivo de coleta 108. esta radiação é convertida em eletri30 cidade que pode energizar os dispositivos eletrônicos formando os sensores permitindo aos sensores detectar os dados requeridos e transmiti-los de volta para o dispositivo de coleta de dados 106.

[0028] Os sensores passivos 104 podem também ser acoplados com o dispositivo de coleta de dados 106 por acoplamento de desvio de retorno que usa a potência refletida do sensor que é irradiada no espaço livre. Uma pequena proporção desta potência é apanhada pela antena do dispositivo de '5 coleta 108 trafegando na direção de retorno desde o sensor 104 e pode ser desacoplada usando um acoplador direcional e transferido para a parte de entrada de recepção do dispositivo de coleta de dados.

Os sensores 104 podem também ser energizados por outras fontes de energia incluindo aquelas geradas pelo próprio pneu. O sistema pode incluir um circuito de potência usando energia recuperada da energia gerada pelo pneu, seu conjunto de montagem, ou outras partes relacionadas, em elétrica para prover potência a um ou mais sensores. Por exemplo, circuitos piezoelétricos, ou outros circuitos de recuperação de energia conhecidos, disponíveis da Siemens Technology ou Seiko, tais como a Fonte •15 de Potência Cinética, podem ser usados os quais convertem energia das paredes laterais fletindo em energia elétrica para energizar o sensor. Outros dispositivos de recuperar ou colher energia são descritos nas publicações de patente atribuídas a EnOcean GmbH. Esta energia elétrica pode também energizar um circuito transmissor incluído com o sensor 104 que é usado para enviar os dados detectados adquiridos pelo sensor de volta para o dispositivo de coleta de dados 106.

Este sistema 100 pode usar uma freqüência portadora determinada pelo dispositivo de coleta 106. Podem ser usadas diferentes freqüências portadoras para prover distinção entre sensores 104, ou diferentes clas25 ses de sensores, de forma que cada um possa prover dados simultaneamente. Similarmente, várias técnicas de modulação conhecidas podem também ser usadas para permitir tal coleta de dados simultânea. Os sensores sem fio 104 podem ser também sensores ativos incluindo fontes de potência integradas.

A largura de banda usada para transmitir a informação detectada ao dispositivo de coleta de dados 106 pode ser de baixas freqüências tais como de 1 quilociclos até centenas de quilociclos, altas freqüências na faixa de megaciclos, freqüências ultra-altas na faixa de centenas de megaciclos, e freqüências de microondas na faixa de gigaciclos. Técnicas de comunicação de banda larga podem ser usadas para transmitir dados dos sensores 104 para a leitora 106.

Podem ser usados sensores 104 para monitorar a estrutura física do pneu usando uma pluralidade de sensores distribuídos pelo pneu, através de um componente do pneu, ou adjacente a uma específica localização do pneu. Os sensores 104 podem ser portados também por uma camada sensora em uma maneira propositalmente disposta randomicamente. Es10 tes sensores podem formar um conjunto de uma malha sensora. O conjunto

I sensor pode ser um conjunto bidimensional (uma espessura sensora que tem uma largura e comprimento) ou um conjunto tridimensional (múltiplas espessuras de sensores tendo um comprimento e largura). As malhas ou conjuntos podem ter uma configuração curvada para combinar com um componente de pneu. A camada sensora pode ser formada por técnicas de pintar usando tintas condutoras em um substrato elastomérico ou plástico que pode ser incorporado dentro de um pneu durante o processo de fabricação do pneu. Todo um circuito de sensores independentes ou relacionados podem ser pintados sobre um tal substrato. Adicionalmente, podem ser em20 pregados polímeros condutores para criar estes circuitos, ou para estruturas de antena ou elementos sensores dentro do pneu. Exemplos de camadas sensoras são esboçadas nas figuras 4 e 5. A camada pode ser contínua ou uma combinação de pedaços. A camada pode definir uma pluralidade de aberturas que permitem materiais adjacentes a tocar cada outro através da camada. Ambas as superfícies da camada podem ser texturizadas ou ter um contorno. Colocar os sensores em camadas na forma de banda radial ou circunferencial em torno do pneu pode ser desejável. Seções radiais no formato em U podem ser úteis para monitorar a parede lateral de pneu. Camadas no formato de banda podem ser dispostas em areas adjacentes do pneu que são desejáveis para monitorar - tais como as bordas de correia 144.

Amostrando os sensores sem fio continuamente, para obter uma força relativa do sinal detectado emanando de cada sensor, pode ser criado um mapa da estrutura do pneu. Este mapa pode ser comparado a um mapa inicial do pneu gerado e armazenado quando o pneu é colocado em serviço.

O mapa inicial pode ser armazenado com referência a um único número de identificação de pneu disposto sobre um chip RFID no pneu ou armazenado ‘5 com os sensores. Mudanças na força de sinal ou dados de uma ou mais das areas do mapa podem indicar mudanças em localizações particulares do pneu. Estas mudanças podem incluir mudanças de temperatura, mudanças de deformação, e mudanças de pressão, tanto dentro da câmara de pneu 120 quanto dentro da estrutura do próprio pneu, tal como na faixa de reda10 gem, na parede lateral, no talão, ou na área de dobrar para cima, ou próximo ao topo. Estas mudanças podem ser usadas para indicar mudanças no desempenho de diferentes componentes. Quando usadas com um sistema de suspenção ativo, as mudanças são usadas para alterar a fixação da suspensão.

Quando embutidos com os materiais dos componentes de pneu, os sensores podem ser adicionados aos matérias durante o processo de fabricação dos componentes. Em uma modalidade, os sensores são adicionados aos materiais durante a última etapa de mistura antes da formação do componente. Estes sensores então tornam-se randomicamente distribuídos através do material do componente de pneu como mostrado na figura 3. Os materiais carregados de sensores são então usados para fabricar o componente do pneu. Alguma percentagem dos sensores pode tornar-se não funcional durante estas etapas mas outras suficientes devem permanecer operacionais para prover dados.

A figura 3 esboça duas configurações exemplificativas onde uma pluralidade de sensores 104 é embutida no material da lona de corda do corpo 146 e o material da lona de corda de reforço 142. Sensores 104 também podem ser portados por uma camada 152 ou formados ou impressos integradamente nela que pode ser colocada em sanduíche entre dois ou mais componentes de pneu. Como mostrado nas figuras 4 e 5. As camadas 152 são camadas de meterial flexível que portam uma pluralidade de sensores 104. A camada 152 pode ser contínua desde o talão ou pode ser dispôs11 ta em áreas selecionadas do pneu 102 (tais como somente correias 142 e lona 146). O tamanho e localização da camada 152 são selecionados baseados na condição de engenharia do pneu que esta sendo monitorado. A camada 152 pode ser contínua em torno da circunferência do pneu 102 ou po5 de ser aplicada em pedaços. A camada 152 pode também definir uma pluralidade de aberturas (uma malha) de forma que os materiais de componentes de pneu adjacentes possam contactar diretamente cada outro através das aberturas para conexões diretas- tais como ligação direta durante a etapa de curva de pneu. Em outra modalidade, o material da camada 152 inclui mate10 rial, ou matérias, não-curados (ou verde) que também se ligam com compoI nentes de pneu adjacentes.

Várias regiões de pneu 102 podem ser monitotadas pelos sensores 104, tais como a banda de rodagem 140, a cinta de reforço 142 (a cinta 142 tipicamente inclui lonas de cordas desviadas em oposição que são βει 5 boçadas pictorialmente como camada 143 nestes desenhos), as extremidades de cinta 144, a lona de corda do corpo 146, a area de talão 148, o reveslimento interno 130, e a parede lateral 150, entre outras. Por exemplo, sensores de tensão e deformação 104 podem ser usados para monitorar as paredes laterais do pneu 150 ou a lona de corda do corpo 146. Em outro e20 xemplo, esboçado na figura 2, sensores de temperatura 104 podem ser usados para monitorar as extremidades 144 das cintas de reforço 142. Na figura 2, os sensores 104 podem ser dispostos em uma camada no formato de anel ou uma banda de rodagem no formato de anel disposto adjacente às extremidades 144. Na figura 2, sensores 104 podem também ser embutidos dentro das extremidades da lona de corda de reforço 142. Quando os sensores 104 são dispostos na parede lateral 150, o trabalho e/ou energia criado na parede lateral 150 pode ser monitorado desta maneira para registrar uma história operacional do pneu 102. O dispositivo de processamento de dados 110 pode usar estes dados para determinar se estes parâmetros detectados exederam as condições operacionais preferidas do pneu e prove tal indicação para o operador. As condições operacionais preferidas podem ser determinadas rodando um pneu similar em equipamento de teste controlado para estabelecer faixas aceitáveis de dados dos sensores 104. Estas faixas aceitáveis podem ser usadas pelo dispositivo de processamento de dados para monitorar condições de pneu.

O anel de talão e o enchimento de ápice do pneu tendem a inter'5 ferir com a transmissão de rádio desde o dispositivo de monitoramento e assim é desejado posicionar as antenas 108 e 114 para fora do anel de talão e enchimento de ápice de forma que a transmissão através da parede lateral do pneu seja tão forte quanto possível.

Já que o pneu não está somente sujeito a forças rotacionais quando o veículo está se movendo mas também sujeito a varias forças de impacto quando o pneu contacta saliências ou irregularidades de superfície, os sensores montados ao pneu devem ser fixados de uma maneira que seja suficientemente forte e suficientemente segura para manter a posição do sensor com respeito ao pneu enquanto experimentando todas estas forças.

Um método de ancorar o sensor ao pneu pode incluir curá-lo dentro do corpo do pneu. Por exemplo, o sensor pode ser curado dentro do revestimento interno do pneu, uma parte do qual é mostrada em 130. Os sensores 104 podem ser dispersos pelo material do revestimento interno, o material que encaixa a lona de corda do corpo, o material encaixando as cordas de reforço, os matérias das paredes laterais, ou o enchimento de talão. Dois destes exemplos são esboçados na figura 3.

Os sensores 104 podem também prover um sinal simples de reconhecimento que pode ser detectado de forma a indicar que o sensor está ainda no pneu ou sobre ele. Por exemplo, um número predeterminado de sensores 104 são distribuídos uniformemente pela espessura útil da banda de rodagem. Neste exemplo, é usado um grande número de sensores, tal como por exemplo, 1000 sensores pequenos são distribuídos uniformemente pela espessura da banda de rodagem. Os sensores neste exemplo, são todos similares, cada um provendo um sinal separado para o dispositivo de coleta de dados 106. O dispositivo de coleta de dados 106 pode ser usado para contar o número de sinais separados mas similares que ele recebe, desta forma determinando o número de sensores ainda embutidos dentro do pneu que pode ser usado para determinar a quantidade de desgaste que a banda de rodagem experimentou. Ainda mais, o número de sensores remanescentes na banda de rodagem podem ser localizados para partes ou regiões específicas da banda de rodagem contando os sensores naquelas par5 tes/regiões. Desta maneira, o desgaste da banda de rodagem pode ser determinado.

Na configuração a seguir, os pneus podem ter um único sensor embora a configuração proverá resultados mais compreensíveis quando uma pluralidade de sensores é usada em uma camada sensora próximo ao componente de pneu ou dentro dele ou é embutida em um componente de I pneu.

Em uma configuração exemplificativa, um pneu inclui sensores 104 que são configurados para tornarem-se ativos ou desavirarem a uma temperatura limite. Uma temperatura limite exemplificativa pode ser 100 graus Celsius. A temperatura limite é projetada para corresponder a uma termperatura indesejável ou uma temperatura que é algo abaixo de uma temperatura indesejável na área do pneu 102 onde estes sensores particulares 104 estão localizados. A temperatura particular depende do projeto do pneu e componentes de pneu. Quando o sistema é configurado desta ma20 neira, se a leitora subitamente perde (no caso de desativação) ou ganha (no caso de ativação) uma percentagem de sinais de reconhecimento destes sensores 104, então isto irá indicar que a temperatura limite foi atingida na localização do pneu 102 que tem os sensores 104. Quando os sensores 104 são dispostos em uma camada adjacente a um componente de pneu, então o sistema indicará que a temperatura limite foi atingida por pelo menos uma área daquele componente. O software pode então criar uma indicação apropriada (tanto para o usuário do veículo, quanto para o proprietário do veículo, quanto para a oficina de manutenção, ou o fabricante do pneu via comunicações de rede). Um exemplo, é localizar uma pluralidade de sensores adjacentes às extremidades de cinta de reforço. Estes sensores poderíam ser configurados para parar de prover um sinal (ou um reconhecimento) a uma temperatura limite algo abaixo da temperatura que é experimentada durante dano do pneu. Se a temperatura limite é atingida e o sensor pára de enviar respostas, então o usuário do veículo pode ser avisado para ter o pneu substituído ou para ter o pneu consertado.

Em outra configuração, os sensores podem ser configurados '5 para transmitir um sinal (tanto um sinal legível, quanto a falta de um sinal) quando sujeitos a níveis vibracionais dentro de uma faixa definida aceitável. Se os sensores experimentam consistentemente níveis de vibração fora desta faixa, eles transmitem um sinal diferente (um sinal legível diferente tal como um a uma freqüência diferente, eles ligam, ou eles desligam) para indicar uma mudança nos níveis de vibração dentro do corpo do pneu.

Em outra configuração, os sensores 104 são adaptados para transmitir a uma freqüência (ou faixa de freqüências) em uma faixa de temperaturas operacionais de pneu normais. Quando a temperatura experimentada pelos sensores cai fora da faixa, os sensores transmitem a uma fre15 qüência diferente indicando a mudança de temperatura no corpo.

Sensores 104 podem também ser providos na forma de uma estrutura alongada, ou estrutura na forma de fileira, que pode ser incorporada dentro de uma das lonas de corda ou uma ou mais cordas do corpo ou uma ou mais cordas de reforço. A estrutura sensora na forma de fileira pode substituir e atuar como uma das cordas, pode ser disposta entre as cordas, ou pode ser incorporada dentro de um dos feixes de corda (tal como dentro da corda envoltória). Tal fileira pode incluir uma pluralidade de sensores dispostos de extremidade a extremidade ou sensores dispostos em configurações espaçadas ao longo de uma estrutura portadora. Por exemplo, um sen25 sor no formato de fileira ou uma pluralidade de sensores pode ser disposta talão a talão na lona de corda do corpo com um dispositivo de relé embutido no enchimento da banda de rodagem. Os dados detectados seriam transferidos ao relé no sentido de ser transmitidos para fora do pneu. Outro exemplo localizado uma pluralidade de sensores no formato de anel circunferen30 ciai nas extremidades das cordas 144.

As modalidades exemplificativas descritas aqui foram descritas com referência a modalidades preferidas. Obviamente, ocorrerão modifica15 ções e alterações a outros ao ler e entender a descrição detalhada precedente. Se pretende que a modalidade exemplificativa seja considerada como incluindo todas as tais modificações e alterações de forma que elas caiam dentro do escopo das reivindicações anexas ou equivalentes delas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Pneumático (102) caracterizado pelo fato de que compreende:

um par de anéis de banda (148), uma lona de corda do corpo (146) que se estende entre os anéis

5 de banda (148), um revestimento interno (130) disposto internamente à lona de corda do corpo (146), uma camada de cinta (142) disposta externamente à lona de corda do corpo (146),

10 um par de paredes laterais (150) dispostas externamente à lona de corda do corpo (146), uma camada sensora, incluindo uma pluralidade de sensores (104) de escala micro ou de escala nano, cada um fornecendo sinais de dados sem fio relacionados com uma ou mais propriedades físicas do pneu

15 (102), sendo que os sensores (104) ativam para fornecer sinais a uma temperatura limite correspondente a uma temperatura de pneu indesejável ou os sensores (104) desativam e deixam de fornecer sinais a uma temperatura limite correspondente a uma temperatura de pneu indesejável.

20 2. Pneumático (102) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada sensora (143, 152) está incorporada no interior da lona de corda do corpo (146) ou está disposta adjacente à lona de corda do corpo (146) entre a lona de corda do corpo (146) e o revestimento interno (130) ou está disposta adjacente à lona de corda do corpo (146) en25 tre a lona de corda do corpo (146) e as paredes laterais (150) ou está disposta adjacente à lona de corda do corpo (146) entre a lona de corda do corpo (146) e a camada de cinta ou está disposta externamente à camada de cinta ou está incorporada no revestimento interno (130).

3. Pneumático (102) de acordo com a reivindicação 1, caracteri30 zado pelo fato de que a camada de cinta tem um par de extremidades (144), e a camada sensora (143, 152) que é disposta adjacente a uma das extremidades (144) da camada de cinta.

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4. Pneumático (102) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por um dipositivo de coleta de dados (106) que se comunica com os sensores (104) de maneira sem fio (112) para obter dados a partir dos sensores (104); e

5 um processador de dados (110) que se comunica com o dispositivo de coleta de dados (106) para processamento de dados dos sensores (104).

5. Pneumático (102) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os sensores (104) são suficientemente pequenos para

10 evitar uma oclusão no pneu (102).

6. Pneumático de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada sensora inclui sensores (104) adaptados para fornecer dados sobre pelo menos uma propriedade física do pneu (102), incluindo tensão, deformação, cisalhamento, vibração ou química.

15 7. Pneumático (102) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a camada sensora inclui sensores (104) de tensão e deformação dispostos adjacentes à lona de corda do corpo (146) nas paredes laterais (150).

8. Pneumático (102) de acordo com a reivindicação 1, caracteri20 zado pelo fato de que a camada sensora (143, 152) tem um circuito formado de tintas condutoras sobre um substrato elastomérico ou plástico.

9. Pneumático (102) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de sensores (104) inclui um grande número de sensores (104), cada um fornecendo um sinal sem fio fornecendo

25 uma propriedade física do pneu (102).

10. Pneumático (102) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada sensora (143, 152) compreende uma malha de sensores tendo aberturas que permitem que materiais do pneu adjacentes à camada sensora (143,152) se estendam através da camada senso30 ra (143, 152).

11. Pneumático (102) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada sensora (143, 152) compreende uma série

Petição 870180009569, de 05/02/2018, pág. 7/14 de sensores de um sensor de espessura.

12. Pneumático (102) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada sensora (143, 152) compreende uma série de sensores da espessura de múltiplos sensores.

5 13. Pneumático (102) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os sensores (104) estão distribuídos aleatoriamente por toda a camada sensora (143, 152).

14. Pneumático caracterizado pelo fato de que compreende: um par de anéis de banda (148),

10 uma lona de corda do corpo (146) que se estende entre os anéis de banda (148), a lona de corda do corpo (146) tendo uma pluralidade de cordas de corpo (146) incorporadas em um material de lona de corda do corpo, um revestimento interno (130) disposto internamente à lona de

15 corda do corpo (146), uma camada de cinta (142) disposta externamente à lona de corda do corpo (146), a camada de cinta (142) tendo uma pluralidade de cordas incorporadas em um material de camada de cinta,

20 um par de paredes laterais (150) dispostas externamente à lona de corda do corpo (146), as paredes laterais (150) sendo fabricadas a partir de um material de parede lateral, e uma pluralidade de sensores de escala micro ou escala nano

25 fornecendo sinais sem fio fornecendo dados relativos a pelo menos uma propriedade física do pneu (102), os sensores (104) estando embutidos em pelo menos um dentre o material da lona de corda do corpo, o material de camada de cinta e

30 o material da parede lateral, sendo cada sensor (104) suficientemente pequeno o suficiente para evitar ser uma oclusão, sendo que os sensores ativam para fornecer

Petição 870180009569, de 05/02/2018, pág. 8/14 sinais a uma temperatura limite correspondente a uma temperatura de pneu indesejável ou os sensores desativam e deixam de fornecer sinais a uma temperatura limite correspondente a uma temperatura de pneu indesejável.

15. Pneumático (102) de acordo com a reivindicação 14, carac5 terizado pelo fato de que os sensores (104) ativam para fornecer sinais a uma temperatura limite correspondente a uma temperatura de pneu indesejável.

16. Pneumático (102) de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que os sensores são um sensor do tipo RF.

10 17. Pneumático (102) de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o pneu (102) inclui extremidades de cinta de reforço (144) e a pluralidade dos sensores (104) estão localizados adjacentes às extremidades de cinta de reforço (144), sendo que a temperatura limite é uma temperatura do pneu experimentada durante danos ao pneu ocorrendo

15 nas extremidades de cinta de reforço (144). 18. Pneumático (102) de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por um dipositivo de coleta de dados (106) que se comunica com os sensores (104) de maneira sem fio (112) para obter dados a partir dos sensores (104); e um processador de dados (110) que se comunica com o disposi20 tivo de coleta de dados (106) para processamento de dados dos sensores (104).

19. Pneumático (102) de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que os sensores (104) desativam e deixam de fornecer sinais a uma temperatura limite correspondente a uma temperatura de pneu

25 indesejável.

20. Pneumático (102) de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o pneu (102) inclui extremidades de cinta de reforço (144) e a pluralidade de sensores (104) está localizada adjacente às extremidades de cinta de reforço (144), sendo que a temperatura limite é a

30 temperatura experimentada durante danos ao pneu ocorrendo nas extremidades de cinta de reforço (144).

21. Pneumático (102) de acordo com a reivindicação 14, caracPetição 870180009569, de 05/02/2018, pág. 9/14 terizado pelo fato de que os sensores (104) são distribuídos aleatoriamente.

22. Pneumático (102) de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que os sensores (104) são curados no interior do pneu.

23. Pneumático (102) de acordo com a reivindicação 14, carac5 terizado pelo fato de que cada sensor (104) tem um tamanho similar ao negro-de-fumo ou menor.

24. Pneumático (102) de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que os sensores (104) são um dentre:

um sensor de um LCD,

10 um sensor de polímero condutor, um sensor bio-polímero, e um diodo de polímero.

25. Pneumático (102) de acordo com a reivindicação 14, tendo uma banda de rodagem (140) incluindo uma espessura útil de banda de ro15 dagem, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de sensores (104) inclui um grande número de sensores distribuídos por toda a espessura útil da banda, cada sensor (104) fornecendo um sinal, incluindo ainda um dispositivo de coleta de sinal (106) contando os sinais para a determinação desgaste da banda.

20 26. Pneumático (102) de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que inclui ainda um dispositivo de coleta de sinal (106) fazendo amostragem dos sinais sem fio (112) dos sensores (104) para criar um mapa da estrutura do pneu.

27. Pneumático (102) de acordo com a reivindicação 26, carac25 terizado pelo fato de que o dispositivo de coleta de sinal (106) conta os sensores (104) em diferentes regiões da banda (140), localizando os sensores (104) restantes na banda (140) para determinar o desgaste da banda.

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