BRPI0722236B1 - Método de identificação de posições de módulos de roda, aparelho de monitoramento de roda, veículo incluindo o aparelho de monitoramento de roda, e, sistema incluindo o aparelho de monitoramento de roda - Google Patents

Abstract

MÉTODO DE IDENTIFICAÇÃO DE POSIÇÕES DE MÓDULOS DE RODA, APARELHO DE MONITORAMENTO DE RODA, VEÍCULO INCLUINDO O APARELHO DE MONITORAMENTO DE RODA, E, SISTEMA INCLUINDO O APARELHO DE MONITORAMENTO DE RODA A presente invenção se refere a um método de identificação de localizações de um ou mais módulos (400) de um aparelho (600, 680, 690, 2200) para monitoramento de rodas (10) de um veículo (900). Os módulos de sensor (400) operativamente revolucionam com as rodas (10), e se comunicam com uma disposição de processamento (710, ECU 950) do veículo (900). O método inclui as etapas de: (a) dispor uma característica alongada (1100) em uma pelo menos parcialmente direção transversal relativamente para uma direção de deslocamento do veículo (900); (b) direção do veículo (900) ao longo da característica alongada (1100) para provocar que as rodas (10), juntamente com seus módulos associados (400), venham a contatar em cima da característica alongada (1100) e comunicação de sinais incluindo componentes de sinal estimuladas por contato das rodas (10) em cima da característica alongada (1100) para a disposição de processamento (950); e (c) a partir de uma seqüência temporal dos sinais recebidos na disposição de processamento (950), identificação de com que módulos (400) são localizados sobre as rodas (10) do veículo (900).

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente invenção se refere a métodos de identificação de posições de módulos de roda incluidos em rodas e/ou seus pneus associados; por exemplo, a um método de identificação de posições de módulos de roda operáveis para monitoramento de características de rodas e/ou de seus pneus associados e transportamento de informação indicativa destas características anteriormente mencionadas por intermédio de uma conexão (link} de comunicação para uma unidade de controle eletrônico [electronic control unit - (ECU)] e/ou sistema de controle, por exemplo, para um mostrador (display)de usuário. Além do mais, a presente invenção também diz respeito a módulos de roda para utilização em implementação dos métodos anteriormente mencionados. Adicionalmente, a presente invenção também se refere a métodos de serviço de veiculos incluindo tais módulos de roda. Adicionalmente, a presente invenção também se refere a software e produtos de software executáveis sobre hardware de computação para execução destes métodos anteriormente mencionados.

PANORAMA DO ESTADO DA TÉCNICA

[0002] Pneus (tyres,em inglês britânico; tires em inglês americano) , são componentes criticos em veiculos de estrada. Pneus contemporâneos não somente asseguram adesão de seus veiculos de estrada associados para superficies de estrada em condições climáticas variando amplamente, mas também desempenham funções de isolamento de vibração e de choque. Além do mais, durante seus tempos de vida útil de operação, pneus são requeridos para sobreviver potencialmente acima de diversos milhares ou até mesmo milhões de ciclos de deformação sem exibição de falha por endurecimento em trabalho, e ainda exibir um grau relativamente modesto de dissipação de energia nos mesmos como um resultado de efeitos de amortecimento viscosos. Como um requerimento de operação adicional, pneus contemporâneos necessitam ser robustos contra arraste e objetos impactando em cima dos mesmos. Ainda adicionalmente, pneus sem câmara são requeridos para robustamente (firmemente) agarrar em cima de seus cubos de roda associados até mesmo quando submetidos para estresses consideráveis, por exemplo, durante frenagem de emergência. Em resposta para estes requerimentos anteriormente mencionados para pneus contemporâneos, os pneus são construídos a partir de borracha sintética elástica, borracha natural e/ou materiais plásticos reforçados por malhas de arame de metal, fibra de carbono e similares. Pneus modernos são, conseqüentemente, para serem respeitados como produtos altamente otimizados e avançados.

[0003] Falha de pneu durante operação pode potencialmente resultar em imobilização de um veiculo associado ou até mesmo em acidente. Além do mais, pneus operados em pressões inadequadas podem adversamente influenciar economia de combustível de veiculo associado; economia de combustível está se tornando crescentemente pertinente em vista de aumentos em custos de combustível e bem como em vista de geração de dióxido de carbono e seu impacto perceptível sobre mudanças climáticas mundiais.

[0004] É conhecido montar sensores em cima de automóveis para monitorar características tais como pressão de pneu e aceleração em um ou mais eixos geométricos ortogonais, e transportar informação representativa destas características por intermédio de conexões de comunicação sem fio para unidades de controle eletrônico (ECUs) formando partes de sistemas de gerenciamento de dados dos veículos. Por emprego de tais disposições, é possível alertar motoristas de uma necessidade de inflar (encher, calibrar) um ou mais pneus de seus veiculos de maneira a aperfeiçoar qualidade e segurança de direção (tração).

[0005] Em uma patente japonesa publicada número JP 2003211924 (Mazda Motor), é apresentado um dispositivo de sensor pneumático adequado para utilização com um pneu de um veiculo para detecção de pressão de pneu e geração de correspondente informação de pressão de pneu. O dispositivo inclui um transmissor para transmissão da informação de pressão juntamente com um código de identificação para distinção do dispositivo de sensor a partir de outro de tais dispositivos de sensor simultaneamente incluídos sobre outras rodas do veiculo. Uma unidade de controle do veiculo é operável para receber a informação de pressão transmitida e seu código de identificação associado. A informação de pressão recebida é armazenada em uma memória da unidade de controle. A unidade de controle é operável para promover um alarme em um evento em que pressão de pneu não está correta em concordância com critérios pré-definidos.

[0006] Em um pedido de patente publicado do Reino Unido número GB 2.385.931 Al, monitores de pneu são descritos os quais são montados adjacentes para pneus próximos de seus bicos de válvula de enchimento de pneu. Os monitores de pneu incluem sensores para mensurar pressão, temperatura e direção de rotação de seus respectivos pneus. Além do mais, os monitores são operáveis para comunicar sinais de sensores mensurados por intermédio de transmissores para seus respectivos receptores para subseqüente processamento e eventual apresentação sobre uma unidade de mostrador (display) . Um controlador montado em veiculo em comunicação com o receptor é operável para determinar se informação de pressão está associada com um pneu dianteiro ou com um pneu traseiro fundamentada sobre a resistência do sinal sem fio recebido no receptor, e se dado de pressão está associado com um pneu direito ou um pneu esquerdo fundamentado sobre o dado de direção de rotação associado.

[0007] Por conta da condição de pneu ser um fator importante influenciando operação de veiculo econômica e segura, um problema técnico é, conseqüentemente, como proporcionar monitoramento de roda e pneu mais avançado. Quando um operador de frota possui muitos veiculos em sua frota, assegurando qualidade de manutenção de roda e pneu para todos os veiculos na frota é o primordial. Tal qualidade pode pelo menos parcialmente ser assegurada por seguimento de rotinas de manutenção manual rigorosas, por exemplo, por desempenho de inspeções de veiculo regulares e sistematicamente mudança de pneus depois de um número pré- definido de quilômetros rodados. Entretanto, é ainda conceptivel que pneus e rodas sofrendo eventos que escapam da atenção de tais rotinas de manutenção rigorosas e podem, conseqüentemente, representar um perigo em potencial. Por exemplo, rodas são potencialmente trocadas entre veículos tanto sem autorização de respectivos proprietários do veículo o que pode, em conseqüência disso, enganar tais rotinas de manutenção rigorosas ou quanto por meio de roubo. Além do mais, cubos de roda são susceptíveis ao longo de tempo de vida útil de operação de serem proporcionados com numerosos pneus de substituição (de reposição).

[0008] Como elucidado anteriormente, monitores de pneu são conhecidos. De maneira a mensurar condição de pneu e detectar adulteração não autorizada com pneus, por exemplo, quando rodas são temporariamente removidas a partir de seus veículos associados, por exemplo, quando trocando a partir de pneus de inverno para pneus de verão na Europa Setentrional e Canadá, monitores de pneu e de roda mais avançados são requeridos. Entretanto, então aparece um problema técnico levando-se em consideração como gerenciar configurações complexas de monitores de pneu e de roda, especialmente quando pneus são substituídos em tempos mutuamente diferentes e rodas e seus pneus são susceptíveis de serem retidos em armazenamento ao longo de períodos de tempo quando trocando entre pneus de verão e de inverno.

[0009] De acordo com outro documento da técnica anterior, DE 10 2005 034958 refere-se a um procedimento de alocação de módulos de pneus em monitores de pressão de pneus de veículos a motor.

[00010] A presente invenção busca solucionar os problemas técnicos anteriormente mencionados.

RESUMO DA PRESENTE INVENÇÃO

[00011] Um objetivo da presente invenção é o de proporcionar um método aperfeiçoado de identificação de localizações de roda e/ou de monitores de pneu incluídos em aparelho de veiculos que tem capacidade de reforço de segurança e de confiabilidade de tais veiculos.

[00012] Este objetivo é solucionado por um método em concordância com um primeiro aspecto da presente invenção como definido na reivindicação de patente independente 1 posteriormente. É proporcionado um método de identificação de localizações de um ou mais módulos de um aparelho incluído em um veiculo para monitoramento de operação de pelo menos uma roda do veiculo, os um ou mais módulos operativamente montados para revolucionar com a pelo menos uma roda, os um ou mais módulos sendo operativamente acoplados em comunicação com uma disposição de processamento (ECU)do veiculo, os um ou mais módulos sendo operáveis para sensoriar pelo menos um parâmetro fisico da roda e para gerar pelo menos um correspondente sinal de sensor, para a disposição de processamento, a disposição de processamento (ECU)sendo operável para processar o pelo menos um sinal de sensor para computar informação indicativa de operação da pelo menos uma roda; caracterizado pelo fato de que: referido método inclui etapas de: (a) disposição para pelo menos uma característica alongada para ser proporcionada em uma direção pelo menos parcialmente transversal relativamente para uma direção de deslocamento do veiculo; (b) direção (tração) do veiculo sobre a característica alongada para provocar que a pelo menos uma roda, juntamente com seus associados um ou mais módulos, venham a momentaneamente contatar em cima da característica alongada e comunicação de sinais incluindo componentes de sinal estimulados por contato da pelo menos uma roda em cima de referida característica alongada para a disposição de processamento, os sinais identificando um tempo no qual suas pelo menos uma roda contatadas em cima da característica alongada e um ou mais códigos de identificação (ID)dos um ou mais módulos montados em cima da pelo menos uma roda; e (c) a partir de uma sequência temporal dos sinais recebidos na disposição de processamento, identificando localizações com as quais os um ou mais módulos são localizados na uma ou mais rodas do veículo.

[00013] A presente invenção é vantajosa em que ela proporciona um método prático e simples de identificação das localizações com as quais os um ou mais módulos do aparelho são localizados sobre as rodas do veículo.

[00014] Por "característica alongada" se quer significar qualquer característica que é susceptível de provocar que sinais venham a ser gerados a partir dos um ou mais módulos similares para aqueles gerados a partir de uma tal característica alongada.

[00015] Opcionalmente, quando implementando o método, o aparelho inclui uma disposição de sensor para sensoriamento de uma orientação angular (θ) da pelo menos uma roda.

[00016] Opcionalmente, quando implementando o método, os sinais são indicativos de pelo menos um de: (e) um ou mais componentes de aceleração (Ax, Ay) sensoriados na pelo menos uma roda; e (f) uma pressão sensoriada em um pneu da pelo menos uma roda.

[00017] Opcionalmente, quando implementando o método, o veiculo é tracionado no ângulo parcialmente transversal de maneira a resultar em sinais a partir dos um ou mais módulos sendo temporariamente mutuamente diferentes entre correspondentes rodas de lateral de mão esquerda e de lateral de mão direita do veiculo, por intermédio disso possibilitando que a disposição de processamento venha a distinguir localizações com as quais os um ou mais módulos ao longo do veiculo e distinguir se os um ou mais módulos estão sobre uma lateral de mão esquerda ou sobre uma lateral de mão direita do veiculo. No evento em que a direção global do alongado é conhecida, tal que informação é disponível de qual lateral da característica alongada é esperada gerar um sinal primeiro. A partir de tal informação, que é se a característica alongada é inclinada a partir da lateral esquerda para a lateral direita, possuindo a lateral esquerda mais próxima para o veiculo, ou vice e versa, informação de uma separação temporal esperada entre um impacto das rodas sobre a lateral esquerda e a lateral direita, respectivamente, pode ser estabelecida. Os respectivos sensores de módulos dispostos sobre a lateral esquerda e a lateral direita podem, consequentemente, ser identificados pela separação temporal dos sinais de entrada recebidos a partir dos módulos. A direção global da característica alongada pode ser conhecida, tanto por utilização de um equipamento de teste onde a direção da característica alongada é conhecida, quanto pela utilização de um sistema de monitoramento de estrada que por reconhecimento de imagem pode identificar um objeto alongado e determinar uma direção geral da característica alongada com respeito para o veiculo. Preferivelmente, a inclinação da característica alongada é selecionada de maneira que a separação temporal entre rodas dispostas sobre a lateral esquerda e a lateral direita é menor do que a separação temporal entre rodas dispostas sobre eixos de rodas diferentes do veiculo. Por estudo da geometria do veiculo e identificação da distância entre um pneu esquerdo e um pneu direito disposto sobre o mesmo eixo de rodas e comparação da mesma com uma distância entre dois eixos de rodas do veiculo que estão o mais próximo um do outro em um limite adequado para a inclinação da característica alongada que pode ser selecionado. Normalmente, o limite pode ser selecionado para ser menos do que 45° para um veiculo possuindo dois eixos de rodas menos do que 30° para veiculos possuindo três ou mais eixos de rodas. Em torno de 15° - 20° deveria proporcionar uma separação adequada entre esquerda e direita e separação entre cada eixo de rodas para um veiculo possuindo três eixos de rodas. Seleção de uma inclinação apropriada para uma característica alongada disposta em um equipamento de teste é em linha reta à frente. O sistema de monitoramento de estrada pode ser disposto para determinar a inclinação de uma característica alongada identificada com respeito para uma direção de condução (alinhamento) do veiculo. O sistema pode então ser possibilitado a desempenhar o método em concordância com esta presente invenção somente quando a inclinação da característica alongada detectada estiver dentro de uma faixa apropriada selecionada.

[00018] Opcionalmente, quando implementando o método, para proporcionar monitoramento pseudocontinuo ou monitoramento continuo da pelo menos uma roda, o método é implementado repetitivamente enquanto o veiculo está sendo tracionado em utilização normal.

[00019] Opcionalmente, o método inclui uma etapa adicional de identificação daqueles um ou mais módulos (400) montados para uma parede (230) ou em cima de um aro interno (30) da pelo menos uma roda (10) é desempenhado por identificação de pulsos periódicos (500) em componentes de sinal de aceleração (Ay, Az) derivados a partir dos um ou mais módulos (400) correspondendo para rotação da pelo menos uma roda (10) . Em concordância com um segundo aspecto da presente invenção, é proporcionado um aparelho de monitoramento de roda operável para executar um método em concordância com pelo menos um dos primeiro, segundo e terceiro aspectos da presente invenção.

[00020] Em concordância com um terceiro aspecto da presente invenção, é proporcionado um módulo operável para funcionar em um veiculo para implementação de um método em concordância com pelo menos um dos primeiro, segundo e terceiro aspectos da presente invenção.

[00021] Em concordância com um quarto aspecto da presente invenção, é proporcionado um veiculo incluindo um aparelho de monitoramento de roda em concordância com o quarto aspecto da presente invenção, o aparelho sendo operável para monitorar operação da pelo menos uma roda (10) do veiculo (900) em concordância com um método de pelo menos um dos primeiro, segundo e terceiro aspectos da presente invenção.

[00022] Em concordância com um quinto aspecto da presente invenção, é proporcionada uma roda incluindo um ou mais módulos montados em cima da mesma, os um ou mais módulos operáveis para funcionar com um aparelho de monitoramento de roda em concordância com o quarto aspecto da presente invenção operável para monitorar operação da pelo menos uma roda do veiculo em concordância com pelo menos um dos primeiro, segundo e terceiro aspectos da presente invenção.

[00023] Em concordância com um sexto aspecto da presente invenção, é proporcionado um pneu incluindo um módulo como em concordância com o quinto aspecto da presente invenção.

[00024] Opcionalmente, o módulo é montado para uma parede lateral ou adjacente uma seção de rolamento (de rodagem, de rolagem) do pneu.

[00025] Quando o aparelho anteriormente mencionado tiver sido "calibrado" em concordância com pelo menos um dos primeiro, segundo e terceiro aspectos da presente invenção, a saber posições de um ou mais módulos identificados, o aparelho é operável para proporcionar monitoramento de roda e de pneu. Um problema técnico adicional então pertence a como mais bem utilizar informação proporcionada a partir do aparelho para manutenção do veiculo operacional em serviço.

[00026] Este problema técnico adicional é pelo menos parcialmente solucionado pela presente invenção.

[00027] Em concordância com um sétimo aspecto da presente invenção, é proporcionado um sistema incluindo um ou mais veículos, em que cada veiculo inclui um aparelho de monitoramento de roda operável para executar um método em concordância com pelo menos um dos primeiro, segundo e terceiro aspectos da presente invenção, o sistema compreendendo: (a) um centro de controle para coordenação de reparo ou manutenção dos um ou mais veiculos; (b) uma ou mais facilidades de serviço operáveis para desempenhar reparo ou reposição (substituição) sobre os um ou mais veiculos; em que o sistema é operável para: (c) possibilitar que cada aparelho de monitoramento de roda venha a monitorar operação de suas uma ou mais rodas associadas e detectar quando um problema ou problema em potencial aparece com a/s mesma/s; (d) possibilitar que cada aparelho de monitoramento de roda venha a comunicar o problema ou problema em potencial para o centro de controle, para o centro de controle identificar uma ou mais facilidades de serviço que têm capacidade de solucionar o problema ou problema em potencial; e (e) possibilitar que o centro de controle venha a comunicar instruções para os um ou mais veiculos cujo aparelho de monitoramento de roda tenha detectado um problema ou problema em potencial para as uma ou mais facilidades de serviço identificadas para que o problema ou problema em potencial venha a ser solucionado.

[00028] Opcionalmente, o sistema em (e) é operável para informar as uma ou mais facilidades de serviço identificadas adiantadamente à chegada dos um ou mais veiculos para manutenção ou reparo, de maneira que as uma ou mais facilidades de serviço identificadas são proporcionadas com uma oportunidade para fazer preparação para chegada dos um ou mais veiculos para manutenção ou reparo.

[00029] Opcionalmente, quando implementando o sistema, o centro de controle é operável para organizar a manutenção ou reparo nas uma ou mais facilidades de serviço identificadas automaticamente sem que um ou mais motoristas dos um ou mais veiculos tenham necessidade de intervir.

[00030] Opcionalmente, no sistema, os um ou mais veiculos incluem aparelhos de sensoriamento de posição global sobre os mesmos acoplados em comunicação com o aparelho de monitoramento de roda para possibilitar que os um ou mais veiculos venham a comunicar suas posições para o centro de controle, de maneira que o centro de controle é operável para identificar uma ou mais facilidades de serviço as mais adequadamente geograficamente dispostas para serviço dos um ou mais veiculos.

[00031] Em concordância com um oitavo aspecto da presente invenção, é proporcionado um método de operação de um sistema incluindo um ou mais veiculos, em que cada veiculo inclui um aparelho de monitoramento de roda operável para implementar um método em concordância com pelo menos um dos primeiro, segundo e terceiro aspectos da presente invenção, o sistema compreendendo: (a) um centro de controle para coordenação de reparo ou manutenção dos um ou mais veiculos; (b) uma ou mais facilidades de serviço operáveis para desempenhar reparo ou reposição (substituição) sobre os um ou mais veículos; em que o método inclui etapas de: (c) possibilitar que cada aparelho de monitoramento de roda venha a monitorar operação de suas uma ou mais rodas associadas e detectar quando um problema ou problema em potencial aparece com a/s mesma/s; (d) possibilitar que cada aparelho de monitoramento de roda venha a comunicar o problema ou problema em potencial para o centro de controle, para o centro de controle identificar uma ou mais facilidades de serviço que têm capacidade de solucionar o problema ou problema em potencial; e (e) possibilitar que o centro de controle venha a comunicar instruções para os um ou mais veículos cujo aparelho de monitoramento de roda tenha detectado um problema ou problema em potencial para uma ou mais facilidades de serviço identificadas para que o problema ou problema em potencial venha a ser solucionado.

[00032] Em concordância com um nono aspecto da presente invenção, é proporcionado um produto de software gravado (registrado) sobre um suporte de dados, o produto sendo executável sobre hardware de computação para execução de um método em concordância com pelo menos um dos primeiro, segundo e terceiro aspectos da presente invenção.

[00033] Características da presente invenção são susceptíveis de serem combinadas juntamente em qualquer combinação sem se afastar a partir do escopo da presente invenção como definido pelas reivindicações de patente acompanhantes posteriormente.

DESCRIÇÃO DOS DIAGRAMAS DA PRESENTE INVENÇÃO

[00034] Concretizações da presente invenção irão agora ser descritas em maiores detalhes, por intermédio de exemplos unicamente, com referência para os Diagramas mostrados nas Figuras acompanhantes, em que: Figura 1 é uma ilustração de uma roda de um veiculo comercial pesado contemporâneo; Figura 2 é uma vista de seção transversal esquemática de uma porção da roda da Figura 1; Figura 3 é uma vista de seção transversal esquemática de um pneu da roda da Figura 1; Figura 4 é uma vista de seção transversal de uma montagem de roda dianteira contemporânea de um veiculo comercial pesado; Figura 5 é uma vista de seção transversal de uma montagem de roda traseira contemporânea de um veiculo comercial pesado; Figura 6 é uma vista de seção transversal esquemática da roda da Figura 1 ilustrando localizações potenciais para montagem de módulos de monitoramento para utilização em concordância com a presente invenção; as localizações potenciais incluem montagem de cubo de roda em uma localização (Ll) , montagem de aro de cubo de roda em uma localização (L2) , e montagem em pneu em uma localização de parede lateral (L3), em uma localização de aro (L4); Figura 7 é uma vista de seção transversal esquemática de um pneu da roda da Figura 1 com seu módulo de monitoramento montado em uma localização (L2) sobre um aro de um cubo de roda da roda com uma conexão por fio conectada a partir do módulo para uma antena de retalho exposta sobre o cubo de roda; Figura 8 é uma vista de seção transversal esquemática de um pneu da roda da Figura 1 com seu módulo de monitoramento montado em uma localização (L3) sobre o pneu, o módulo sendo proporcionado com uma antena de pelicula enrolada em torno de uma borda do pneu e exposta sobre uma superfície exterior do pneu; Figura 9 é um diagrama esquemático ilustrando movimentação espacial de um módulo de monitoramento montado sobre a roda da Figura 1, juntamente com uma representação de uma suspensão de mola juntamente com uma representação de forças atuando sobre a roda quando em operação; Figura 10 é um gráfico ilustrando uma forma geral de sinal de aceleração obtenível em operação a partir do módulo de monitoramento montado na localização (L3) como mostrada na Figura 6; Figura 11 é uma primeira implementação de um aparelho de monitoramento de roda e de pneu para utilização em concordância com a presente invenção para utilização com a roda da Figura 1, o aparelho de monitoramento sendo operável para processar sinais de aceleração; Figura 12 é uma segunda implementação de um aparelho de monitoramento de roda e de pneu em concordância com a presente invenção para utilização com a roda da Figura 1; o aparelho de monitoramento sendo operável para processar sinais de pressão; Figura 13 é uma terceira implementação de um aparelho de monitoramento de roda e de pneu em concordância com a presente invenção para utilização com a roda da Figura 1; o aparelho de monitoramento sendo operável para processar tanto sinais de aceleração e quanto sinais de pressão; Figura 14 é um diagrama esquemático de um módulo de monitoramento operável para ser montado em cima da roda da Figura 1 e para sensoriar características de operação da roda; Figura 15a até Figura 15e ilustram várias topografias de comunicação de rede alternativas para módulos de monitoramento montados em várias localizações sobre a roda da Figura 1 e da Figura 6; Figura 16 é uma ilustração esquemática de um sistema de monitoramento de roda para utilização em concordância com a presente invenção para um veiculo comercial pesado em conjunção com uma facilidade de controle e facilidade de serviço remotas; Figura 17a até Figura 17e são uma ilustração de um método em concordância com a presente invenção para localização de posições de um ou mais módulos do sistema da Figura 16; Figura 18a até Figura 18e são ilustrações de um método alternativo em concordância com a presente invenção para localização de posições de um ou mais módulos do sistema da Figura 16; Figura 19 é uma ilustração de um sistema de negócios associado com uma empresa operando uma frota de veículos comerciais pesados em relação para centros de serviço e depósitos; Figura 20 é uma ilustração da roda da Figura 1 proporcionada com um módulo incluindo um acelerômetro, o módulo e seu acelerômetro sendo montados tal que seus eixos geométricos de sensoriamento são angularmente desalinhados com eixos verdadeiros, radial e tangencial, da roda; e Figura 21 é uma quarta implementação de um aparelho de monitoramento de roda e de pneu para utilização quando implementando a presente invenção para utilização com a roda da Figura 20, o aparelho de monitoramento sendo operável para processar sinais de aceleração.

DESCRIÇÃO DE CONCRETIZAÇÕES DA INVENÇÃO 1. CONTEXTO DA INVENÇÃO

[00035] Empresas comerciais que operam frotas de veiculos, por exemplo, frotas de veiculos comerciais pesados, encaram diferentes problemas com manutenção e segurança de veiculo em comparação com proprietários de automóveis particulares para os quais dispositivos de monitoramento de pneu contemporâneos já foram desenvolvidos como elucidado precedentemente. Confiabilidade e segurança para uma empresa operando uma frota de veiculos são extremamente importantes levando-se em conta um acidente, quebra ou incidente legal potencialmente adversamente afetando a reputação da empresa e relacionamento com seus clientes. Manutenção de veiculo, e evitação de problemas técnicos de veiculo antes que eles venham a aparecer e a provocar ruptura, são de considerável importância para empresas operando frotas de veiculos.

[00036] Em uma frota de veiculos, por exemplo, veiculos comerciais pesados, existem múltiplos veiculos, e um conjunto de cubos de roda para os veiculos que são equipados com novos pneus em várias vezes. Cubos de roda podem potencialmente ser permutados entre veículos e ser esporadicamente fornecidos com novos pneus quando seus pneus existentes são supostos estarem desgastados. Além do mais, em determinados climas, por exemplo, Europa Setentrional e Canadá, existe um requerimento legal para fazer rodízio entre pneus de inverno e pneus de verão; tal rodízio entre pneus de inverno e pneus de verão é conseguido por substituição de cubos de roda mais do que por remoção de pneus a partir de seus respectivos cubos de roda. Rodas são, consequentemente, habitualmente colocadas em armazenamento quando não estão em uso nos veículos. Quando as rodas e seus pneus associados estão em armazenamento, vários eventos abusivos podem potencialmente aparecer que podem adversamente afetar segurança de veículo quando as rodas e seus pneus são reinstalados em cima dos veículos novamente. Tais eventos abusivos incluem, por exemplo, eventos de adulteração (falsificação).

[00037] Empresas operando frotas de veículos normalmente conseguem a maior eficiência comercial quando seus veículos estão virtualmente todos em utilização gerando rendimento (lucro); veículos sofrendo reparo ou permanecendo inoperantes representam um investimento que não gera lucro, e pode até mesmo representar uma depreciação em valor. Uma medida (um expediente) associada com isto é manutenção eficiente de veículos que estão intensivamente em utilização, especialmente levando-se em consideração suas rodas e pneus. A presente invenção é de benefício por possibilitar monitoramento aperfeiçoado de módulos de roda para monitoramento e previsão de potenciais problemas com rodas e pneus; veículos de frota podem, por exemplo, sofrer recallou ser re-agendados para propósitos de manutenção. Qualidade de monitoramento aumentada é conseguida por utilização de configurações de sensor mais otimizadas e inovadoras e processamento de dados associados. Tal monitoramento aperfeiçoado é conseguido por emprego de configurações complexas de monitores de roda que por si mesmos representam um problema de gerenciamento e de coleta de dados complexo.

[00038] Referindo-se para a Figura 1, é mostrado em vista lateral um diagrama esquemático de uma roda de um veiculo comercial pesado. A roda é indicada genericamente por (10) . Além do mais, a roda (10) compreende um cubo de roda de aço indicado por (20) e um pneu simbolizado por (30) . 0 pneu (30) é contemporaneamente frequentemente sem câmara, a saber não inclui qualquer tubo interno separado. Um flange interno circular (40) do cubo de roda (20) inclui uma disposição circular de orifícios de montagem (50) para recepção de parafusos ou prendedores similares para atamento da roda (10) para um eixo de rodas (não mostrado na Figura 1) de seu veiculo associado. Estendendo-se radialmente externamente a partir do flange interno (40) está uma rede substancialmente frusto-cônica (60) possuindo uma série radial de orifícios de ventilação circulares ou elípticos (70) formados na mesma como ilustrado, por exemplo, um destes orifícios de ventilação (70) possibilita acesso para uma válvula de ar (80) em comunicação de fluido (ar) com um volume englobado pelo pneu (30) para propósitos de inflação (enchimento) ou deflação (esvaziamento) do pneu (30). Em seu perímetro, a rede frusto-cônica (60) é acoplada para um aro circular (90) . 0 aro circular (90) é operável para receber o pneu (30).

[00039] Na Figura 1, um eixo geométrico de seção transversal é simbolizado por (A-A) e uma correspondente vista de seção transversal da roda (10) é mostrada na Figura 2 para substancialmente uma porção superior da roda (10) . A roda (10) possui uma forma geral que foi desenvolvida por muitos anos para substancialmente uma implementação otimizada por razões que irão agora ser elucidadas. 0 flange interno (40) é proporcionado com sua configuração regularmente espaçada de orifícios de montagem (50) para montagem seguramente da roda (10) utilizando parafusos ou prendedores anteriormente mencionados para uma extremidade de um eixo de rodas (110) do correspondente veiculo; o eixo de rodas (110) é operável para rotacionar em torno de um eixo geométrico (B-B). Um excesso de orifícios (50) é frequentemente proporcionado para se ter mais certeza de retenção da roda (10) em cima do eixo de rodas (110). Usualmente, para veiculos comerciais pesados, um freio a disco (115) é incluído próximo de uma extremidade do eixo de rodas (110) em proximidade relativamente intima para a rede frusto-cônica (60) e seus orifícios de ventilação associados (70) . Além do mais, um codificador de sensor angular ABS (118) para implementação de um sistema de frenagem ABS para sensoriamento de uma orientação angular do eixo de rodas (110) e, portanto, aquele da roda (10) é contemporaneamente incluído como componentes padrão (standard) sobre veiculos comerciais pesados; o codificador de sensor angular (118) é operável para gerar um sinal indicativo de uma orientação angular (6) da roda (10) . 0 codificador de sensor angular (118) é frequentemente implementado como um dispositivo de sensoriamento óptico, eletrostático e/ou magnético.

[00040] Em operação, quando trazendo um veiculo comercial pesado de 10 toneladas a partir de uma velocidade de 80 km/hora para parada total dentro de poucos segundos, isto corresponde para absorção de energia cinética em uma ordem de 3 X 106Joules,o que pode resultar em uma taxa instantânea de dissipação de energia no freio a disco (115) associado com o eixo de rodas (110) em uma ordem de dezenas de quilowatts. Os orifícios (70) na rede frusto-cônica (60) , por consequência, possibilitam circulação de ar para alcançar um ou mais discos de metal do freio a disco (115) para propósitos de refrigeração. Além do mais, os orifícios (70) na rede (60) também auxiliam para reduzir um peso sem retrocesso da roda (10) sem influência adversamente de sua resistência mecânica, e bem como proporcionar acesso para a válvula (80) . 0 aro (90) possui vários sulcos formados no mesmo para reforçar sua resistência mecânica e também possui sulcos de extremidade (170) para proporcionar retenção confiável do pneu (30) em operação. 0 pneu (30) engloba um volume simbolizado por (120) que é mantido em uma pressão elevada (P) durante operação.

[00041] Referindo-se a seguir para a Figura 3, uma vista de seção transversal ilustrativa de uma porção do pneu (30) é mostrada. 0 pneu (30) inclui bordas internas (180) para apoio em cima dos sulcos (170) do aro circular (90) . As bordas internas (180) são frequentemente reforçadas utilizando anéis ou bandas de aço (200) moldadas para o pneu (30). Além do mais, o pneu (30) inclui uma ou mais malhas de metal ondulado reforçado e/ou de fibra reforçada (210) embutidas por moldagem para o pneu (30) . Uma porção de rolamento (220) do pneu (30) possui uma maior espessura radial em comparação com uma espessura lateral de paredes laterais (230) do pneu (30); a porção de rolamento (220) é mais espessa para acomodação de rolamentos (sulcos) do pneu (30) . Em operação, a porção de rolamento (220) é operável para proporcionar um agarramento firme para uma superfície de estrada (não mostrada) e bem como uma função de drenagem de água, enquanto que as paredes (220) são projetadas para periodicamente elasticamente flexionar quando a roda (10) com seu pneu associado (30) rotaciona em operação sobre a superfície de estrada.

[00042] Existem diversos modos potenciais de falha do pneu (30) , e até mesmo da roda (10) , que uma empresa operando uma frota de veiculos, por exemplo, veiculos comerciais pesados, empregando tais rodas (10) deveria desejar identificar e corrigir antes que vários modos de falha venham a provocar quebra, acidente ou atraso envolvendo veiculos. Problemas que são encontrados incluem: (a) a pressão de ar (P) no pneu (30) é excessivamente baixa provocando excessiva flexão das paredes (230) e uma ou mais malhas associadas (210) com um risco de que elas venham a endurecimento em trabalho e a fraturar prematuramente; quando a pressão de ar (P) é excessivamente baixa, aparece uma excessiva área de contato entre o pneu (30) e uma superfície de estrada de interface para o pneu (30) provocando excessivo desgaste de pneu, e também resistência ao rolamento aumentada e, portanto, economia de combustível de veiculo empobrecida; área de contato muito excessiva entre o pneu (30) e a superfície de estrada pode também paradoxalmente resultar em agarramento inferior entre o pneu (30) e a superfície de estrada em condições de gelo e de neve porque a força de contato entre o pneu (30) e a superfície de estrada não é tão concentrada como idealmente desejada para forçar o pneu (30) a se conformar para as irregularidades de superfície na superfície de estrada susceptíveis para provisão de agarramento. Excesso de deformação do pneu (30) quando sua pressão de ar interna (P) é excessivamente baixa provoca potencialmente excesso de dissipação de energia em um grau de deformação não elástica dentro do pneu (30) com elevação de temperatura associada resultante da mesma, o que pode, em um pior caso, exceder uma temperatura na qual o material a partir do qual o pneu (30) é fabricado tem capacidade de tolerar. Além do mais, quando a pressão (P) dentro do pneu (30) é excessivamente baixa, existe também um risco de que as bordas internas (180) afrouxem sua vedação com os sulcos (170) quando submetidos para estresse lateral severo, por exemplo, quando arrastando ao longo de uma pedra de meio fio, com subsequente súbita perda de ar a partir do pneu (30) ; (b) um ou mais dos parafusos ou prendedores aplicados para os orifícios (50) para assegurar a roda (10) para o eixo de rodas (110) pode/m potencialmente ser inadequadamente apertado/s durante atamento da roda (10) para o eixo de rodas (110) , ou são susceptíveis para potencialmente trabalharem frouxos em operação; tal afrouxamento e potencial perda de um ou mais dos parafusos ou prendedores pode resultar em que a roda (10) venha a cambalear ou chiar (guinchar) sobre o eixo de rodas (110) e, em um pior caso, até mesmo se tornar destacada a partir do eixo de rodas (110) e se soltar (!); (c) o pneu (30) e/ou a válvula (80) podem desenvolver um vazamento tal que uma perda parcial da pressão (P) dentro de pneu (30) em operação aparece; se tal perda de pressão (P) não é detectada, problemas como esboçados em (a) precedentemente podem potencialmente aparecer; entretanto, a pressão (P) é uma função de uma temperatura do pneu (Tpneu) e também se o pneu (30) é ou não periodicamente mantido por ser recarregado com ar comprimido ou outro gás através de sua válvula (80); (d) o pneu (30) pode desenvolver em utilização um desequilíbrio, por exemplo, uma porção de borracha do pneu (30) pode se tornar desigualmente corroida com utilização, ou um peso de balanceamento anteriormente adicionado para a roda (10) pode se tornar destacado a partir da roda (10) ; em uma situação de uma disposição de duplos pneus como ilustrada na Figura 5, frequentemente empregada em uma traseira de um veiculo comercial pesado, é conhecido o fato de um tijolo de construção ou objeto similar ocasionalmente se tornar enfiado (preso como cunha) entre os pneus duplos e representar um projétil perigoso em um evento do objeto subsequentemente se tornar desalojado por força centrifuga enquanto a roda dupla está rotacionando; tais objetos ejetados a partir dos pneus potencialmente representam um considerável perigo quando eles se esmagam através de um pára-brisa dianteiro de automóvel resultando em ferimento ou acidente; e (e) o pneu (30) pode se tornar oval ou distorcido de alguma outra maneira simétrica que não necessariamente provoca um desequilíbrio assimétrico para a roda (10) ; além do mais, o cubo de roda (20) em si mesmo pode se tornar encurvado e em consequência disso se torcer fora do plano sem necessariamente provocar um desequilíbrio assimétrico na roda (10) .

[00043] Referindo-se para a Figura 4 e para a Figura 5, são mostrados diagramas de montagens de roda dianteira e traseira manufaturadas contemporâneas exemplificativas de um veiculo comercial pesado para ilustrar como regiões compactas em torno de rodas de veiculo são na prática. Existe pequeno volume extra nas montagens de roda dianteira e traseira para acomodação de instrumentação adicional para monitoramento de condições de operação de roda. Entre outros fatores, componentes associados com o freio anteriormente referido (115) são incluídos em proximidade intima para a roda (10) em operação; o freio (115) possui associado com si mesmo outros componentes, tais como acionadores servo para forçar componentes de pastilha de freio contra um componente de disco do freio (115). Entretanto, é prática convencional incluir em torno do eixo de rodas (110) e em proximidade intima para a roda (10) , o anteriormente referido codificador de sensor ABS (118) (não mostrado na Figura 4 e na Figura 5) para mensuração da posição angular (0) da roda (10) quando montada sobre seu eixo de rodas (110).

[00044] Características que são benéficas para mensurar de maneira a monitorar a condição de roda (10) e seu pneu associado (30) incluem temperatura (T) , pressão (P), e aceleração instantânea (A) durante operação. É adicionalmente também conceptivel incluir padrões de resistência (esforço) de película dentro de ou aglutinados em cima de paredes (230) do pneu (30) para mensurar suas flexões de parede. A temperatura (T) e a aceleração (A) podem ser mensuradas em várias posições espaciais sobre a roda (10) com resultados mutuamente diferentes, enquanto que a pressão (P) desenvolvida dentro do volume simbolizado por (120) englobado pelo pneu (30) em operação é efetivamente similar porque a pressão (P) equaliza em um periodo de tempo relativamente curto; equalização de pressão é estimada para ocorrer dentro de uns poucos milisegundos levando-se em conta pulsos de pressão tendo capacidade de se propagar em uma velocidade em uma ordem de 250 metros/segundo dentro do volume (120). A roda (10) possui um diâmetro da ordem de 1 metro.

[00045] A Figura 6 ilustra esquematicamente categorias de localizações com as quais sensores são beneficamente montados para a roda (10). Quando diversos sensores são incluídos em cada categoria de localização, os diversos sensores são beneficamente distribuídos em posições angularmente distribuídas em torno da roda (10) para provisão de informação a mais representativa indicativa de operação do cubo de roda (20) e seu pneu (30) .

[00046] Em uma localização (Ll), prendedores são beneficamente empregados para atar um primeiro módulo de sensor para o cubo de roda (20) ou até mesmo por intermédio de um ou mais dos orifícios (50) para o eixo (110) . 0 primeiro módulo de sensor tem capacidade de monitoramento da pressão de pneu (P) por intermédio de comunicação de fluido (ar ou gás) para a válvula (80), tem capacidade de monitoramento de uma temperatura (TCUbo de roda) do cubo de roda (20) e tem capacidade de sensoriamento de acelerações (A) em um, dois, ou três eixos geométricos ortogonais (x, y, z) no cubo de roda (20) dependendo do tipo de acelerômetro empregado. Beneficamente, um ou mais de um sensor de pressão e de um acelerômetro incluídos no primeiro módulo de sensor para desempenho de mensurações são componentes eletrônicos integrados micro-maquinados de silicio contemporaneamente conhecidos como MENS {"Micro- Electronic Mechanical Systems" -"Sistemas Mecânicos Micro Eletrônicos") . A temperatura (TCUbo de roda ) do cubo de roda (20) irá frequentemente ser diferente a partir da temperatura de pneu (Tpneu) do pneu (30) ; uma temperatura de módulo ( Tmódulo) mensurada no primeiro módulo é, portanto, não idealmente representativa da temperatura de pneu (Tpneu) do pneu (30) e, por consequência, condição do pneu (30); o cubo de roda (20) irá frequentemente ser submetido para fluxos de ar de refrigeração direta, e durante eventos de frenagem irá ser aquecido rapidamente por aquecimento de ar fluindo a partir do freio a disco associado (115) que, como elucidado precedentemente, pode ser submetido para dissipações de energia de pico súbitas de muitos quilowatts, por exemplo, durante e brevemente depois de desempenho de frenagem de emergência. O primeiro módulo na localização (Ll) não é totalmente vasculhado (peneirado) por componentes condutivos que fornecem comunicação sem fio de curta distância possivel entre o primeiro módulo e uma unidade de controle eletrônico (ECU,)ou sistema de gerenciamento eletrônico do veiculo. O primeiro módulo de sensor na localização (Ll) é o mais acessível e susceptível de ser re-projetado para veiculos com mudanças mecânicas mínimas sendo requeridas.

[00047] Um segundo módulo de sensor é beneficamente montado para uma superfície interna do aro (90) em uma localização (L2) e por intermédio disso é submetido diretamente para a pressão (P) desenvolvida dentro do pneu (30) em operação. 0 segundo módulo nesta localização (L2) , quando mensurando a temperatura (Tmóduio) na mesma, tem capacidade de provisão de uma mensuração precisa da temperatura (Tpneu) do pneu (30) e bem como da pressão do pneu (P) anteriormente referida. Além do mais, um ou mais acelerômetros incluídos dentro do segundo módulo para mensuração da aceleração (A) na localização (L2) estão em uma maior distância radial a partir do eixo geométrico (B- B) (ver a Figura 2) do que o primeiro módulo na localização (Ll), e são, consequentemente, submetidos para maiores componentes de aceleração radiais resultantes a partir da rotação da roda (10). Uma desvantagem de montagem do segundo módulo de sensor na posição (L2) é a de que a malha (210) em combinação com o aro (90) possuem uma tendência para formar uma jaula de Faradayque severamente atenua transmissões sem fio a partir do segundo módulo, a menos que o segundo módulo possua uma saída de antena através do aro (90) , por exemplo, um pequeno orifício à prova de ar através do qual um fio de antena acoplado para o segundo módulo de sensor na posição (L2) é estendido para fora em cima da rede frusto-cônica (60) para reforço de eficiência de comunicação sem fio. Na Figura 7, é mostrado um exemplo em que o segundo módulo na localização (L2) é acoplado por intermédio de um fio de antena (300) através de uma alimentação isolada de ponta a ponta (310), instalada no aro (90) e operável para resistir à pressão (P) , para uma antena de retalho de metal de pelicula (320); opcionalmente, a antena de retalho (320) é afixada para a rede frusto-cônica (60) para proteção mecânica. Alternativamente, ou adicionalmente, o segundo módulo de sensor na localização (L2) é eletricamente acoplado para a malha (210) do pneu (30) e é operável para empregar esta malha (210) como uma antena para comunicação sem fio para a unidade de controle eletrônico (ECU)ou um sistema de gerenciamento eletrônico anteriormente referidos. Ainda como uma alternativa adicional, o segundo módulo na localização (L2) pode ser diretamente eletricamente acoplado pelo fio através da alimentação de ponta a ponta (310) ou por conexão de pelicula condutiva para o primeiro módulo na localização (Ll) e opcionalmente derivar energia a partir do mesmo e bem como comunicação de dados de mensuração para o mesmo.

[00048] Um terceiro módulo de sensor é beneficamente montado sobre uma superfície interna do pneu (30) em uma localização (L3) , por exemplo, por aglutinação do terceiro módulo em cima do pneu (30) utilizando agentes de aglutinação de material de borracha ou de plásticos ou similares antes que o pneu (30) seja montado para o cubo de roda (20) ; alternativamente, utilização de montagem do tipo de estalido e de fixação por pressão do terceiro módulo de sensor do pneu (30) é também conceptivel e mais rápida para empregar quando de manufaturação e manutenção do pneu (30). 0 terceiro módulo na localização (L3) tem capacidade de mensuração da temperatura (Tmóduio) no mesmo e por intermédio disso, provisão de uma indicação representativa direta de temperatura de pneu (Tpneu) , uma indicação direta representativa da pressão (P) e tem também capacidade de proporcionar uma indicação representativa de características de flexão das paredes (230) do pneu (30) por intermédio de mensurações de aceleração (A) ou mensurações de padrão de resistência (esforço); entretanto, os sinais de aceleração gerados pelo terceiro módulo na localização (L3) são uma modulação complexa de vários componentes de aceleração na medida em que a roda (10) rotaciona em operação e suas paredes laterais (230) flexionam, enquanto que o acelerômetro do primeiro módulo montado na localização (Ll) é operável para gerar sinais de aceleração que incluem uma magnitude relativamente maior de componentes de aceleração lineares no mesmo que permitem que o primeiro módulo na localização (Ll) seja potencialmente mais bem adequado para monitoramento de tais componentes de aceleração lineares. Opcionalmente, o terceiro módulo de sensor na localização (L3) é também acoplado para um ou mais sensores de padrão de resistência de pelicula resistiva ou de fibra ótica (não mostrados) acoplados em cima do, ou até mesmo embutidos dentro do, material de borracha do pneu (30) , por exemplo, em cima da parede lateral (230) e/ou do aro periférico do pneu (30). 0 terceiro módulo de sensor montado na localização (L3) sofre um problema de comunicação sem fio similar para o segundo módulo de sensor na localização (L2) em que a malha (210) em combinação com o aro (90) funciona como uma jaula de Faradaypara atenuar comunicação sem fio a partir do volume (120) dentro do pneu (30). De maneira a aperfeiçoar comunicação sem fio, o terceiro módulo na localização (L3) é opcionalmente proporcionado com uma antena condutiva de pelicula fina (350), por exemplo, fabricada por pelicula de metal em sanduíche entre camadas de material de isolamento flexivel, tal como Kapton, como ilustrado na Figura 8. A antena (350) é beneficamente enrolada em torno das bordas internas (180) e acima em torno de uma superfície de parede externa do pneu (30). 0 segundo módulo de sensor na localização (L2) é também susceptível de ser proporcionado com uma tal antena de pelicula fina, por exemplo, disposta acima de (sobre) uma borda do aro (90) e até mesmo se estendendo em cima da rede frusto-cônica (60) . Entretanto, tais antenas de pelicula fina são susceptíveis de serem danificadas quando o pneu (30) é instalado em cima do cubo de roda (20) a menos que adequadamente protegidas com uma pelicula de proteção de borracha (360) ou componente similar adicionado para proporcionar proteção mecânica. Alternativamente, ou adicionalmente, o terceiro módulo é susceptível de possuir sua antena acoplada eletricamente para a malha (210) do pneu (30) que tem então capacidade de funcionamento como uma antena; o terceiro módulo é beneficamente proporcionado com um pino perfurante elétrico para penetração durante instalação através de um interior da parede lateral (230) para provisão de uma conexão elétrica para a malha condutiva (210) . Ainda alternativamente, o segundo módulo na localização (L2) pode ser operável para funcionar como um nódulo (nó) de relé sem fio para transportamento de sinais a partir do terceiro módulo na localização (L3) por intermédio do segundo módulo na localização (L2) para uma unidade de controle eletrônico (ECU)do veiculo; tal comunicação nodal entre módulos montados em cima da roda (10) irá ser elucidada em maiores detalhes posteriormente e corresponde para os módulos de sensor cooperando para formar uma rede de comunicação.

[00049] Um quarto módulo de sensor é opcionalmente montado em uma localização (L4) adjacente para uma região de rolamento (rodagem) do pneu (30) e funciona de uma maneira genericamente similar para o terceiro módulo montado na localização (L3).

[00050] Sinais de mensuração gerados pelo primeiro módulo, segundo módulo e terceiro módulo nas localizações (Ll) , (L2) e (L3), respectivamente, irão agora ser elucidados com referência para a Figura 9.

[00051] Na Figura 9, é mostrado o eixo geométrico de rotação (B-B) em torno do qual a roda (10) revoluciona em operação. A roda (10) é proporcionada por intermédio do eixo de rodas (110) com um feixe de molas e/ou uma suspensão pneumática a ar acoplados para um chassi (CH) do veiculo; a suspensão é simbolizada por uma constante de mola (Ks) . Forças aplicadas para o pneu (30) a partir de uma superfície de estrada em contato com o pneu (30) são simbolizadas por uma força [F(t)]; o pneu (30) possui uma compliância de mola descrita por uma constante de mola (KT) que é dependente da pressão (P) dentro do pneu (30) e também do projeto mecânico do pneu (30). O primeiro módulo, segundo módulo e terceiro módulo nas localizações (Ll) , (L2) e (L3), respectivamente, são cada um simbolizados por um módulo (400) que circunscreve em operação um caminho radial simbolizado por (410) quando a roda (10) rotaciona em torno do eixo geométrico (B-B) correspondendo para o eixo de rodas (110) . O caminho radial (410) possui um raio (r)e o módulo (400) é inclinado em um ângulo de inclinação (ϕ) relativamente para uma direção radial normal (420) . O módulo (400) é operável para mensurar pelo menos um de: (a) uma temperatura (Tmóduio) no módulo (400) ; (b) a pressão (P) no módulo (400); e (c) aceleração linear em um ou mais eixos ortogonais (x, y, z) como, por exemplo, ilustrado na Figura 9, em que o eixo ortogonal (z) é paralelo para o eixo geométrico (B- B) quando o ângulo de inclinação (ϕ) é de 0 grau, o eixo ortogonal (y) corresponde para uma direção radial para a roda (10) quando o ângulo de inclinação (ϕ)é de 0 grau, e o eixo ortogonal (x) corresponde para uma direção tangencial cuja aceleração associada é fracamente afetada pelo ângulo de inclinação (ϕ)quando próximo de 0 grau.

[00052] Quando o módulo (400) é montado na localização (Ll) , ele mensura a pressão (P) do pneu (30) por intermédio de sua válvula (80).

[00053] Como elucidado precedentemente, o módulo (400) é opcionalmente fornecido com outros tipos de sensores, por exemplo, padrões de resistência resistivos, padrões de resistência piezelétricos, sensores de umidade, e assim por diante se desejado. É conveniente, para propósitos de identificação de localização, que o módulo (400) seja opcionalmente proporcionado com um sensor magnético, por exemplo, implementado utilizando um interruptor de relé de palheta (reed-relay) magnético operável para eletricamente conduzir quando um magneto permanente possuindo, por exemplo, uma resistência de campo magnético de campo próximo de 100 miliTesla é colocado em proximidade intima para o módulo (400), por exemplo, dentro de uma distância de 10 cm a partir do mesmo.

[00054] Com referência para a Figura 9, quando a roda (10) rotaciona em uma taxa angular constante (ω), e o ângulo de inclinação (ϕ)é substancialmente de 0 grau, a aceleração (Ax)mensurada pelo acelerômetro de eixo ortogonal (x) é determinada pela Equação 1 (Eq. 1):

em que: (Ax) = uma mensuração de aceleração de eixo (x) ; (r) = um raio a partir do eixo geométrico (B-B) no qual o módulo (400) é montado; (ω) = uma taxa de rotação angular da roda (10) ; (g) = uma constante gravitacional (cerca de 10m/s/s); e (A,) = um desvio angular.

[00055] Quando a roda (10) rotaciona na taxa angular constante (ω),e o ângulo de inclinação (ϕ)) é substancialmente de O grau, a aceleração (Ax) mensurada pelo acelerômetro de eixo ortogonal (y) é determinada pela Equação 2 (Eq. 2):

em que: (Ay) =uma mensuração de aceleração de eixo (y) ; (r) =o raio a partir do eixo geométrico (B-B) no qual o módulo (400) é montado; (co) = a taxa de rotação angular da roda (10) ; (g) =a constante gravitacional (cerca de 10m/s/s); e (X) =um desvio angular.

[00056] Beneficamente, a roda (10) quando montada sobre seu eixo de rodas (110) é proporcionada com o codificador de sensor angular ABS anteriormente mencionado (118) pcLiTci mensuração do angulo posicionai (θ) da roda (10) e da taxa de giro (volta) angular (a = d0/dt)da roda (10) . Disparidade da aceleração mensurada (Ax) a partir da Equação 1 com mensurações a partir de um tal codificador de sensor angular ABS (118) é susceptível de ser utilizada para detecção de um ou mais de: i) detecção de mau funcionamento do codificador de sensor ABS (118); e ii) deslizamento do pneu (30) relativamente para o cubo de roda (20) , especialmente pertinente quando sensoriando na localização (L3) (embora este deslizamento somente excepcionalmente ocorre usualmente com resultados catastróficos).

[00057] Assumindo que um codificador de sensor ABS (118) está funcionando corretamente, verificação da aceleração (Ax) contra mudança em ângulo de giro (θ) determinada pelo codificador de sensor ABS (118) pode ser, por exemplo, empregada para dinamicamente confirmar operação correta do módulo (400).

[00058] O módulo (400) tem também capacidade de mensuração de acelerações (Ay) e (Az) em substancialmente direções (y) e (z) , respectivamente, quando o ângulo de inclinação (ϕ)não é zero, o que é, por exemplo, pertinente para o terceiro módulo de sensor na localização (L3) quando a parede (230) do pneu (30) flexiona, ou nas localizações (Ll) e (L2) quando o cubo de roda (20) está frouxo sobre seus prendedores ou enviesado em relação para o eixo de rodas (110). Sinais de aceleração mensurados são proporcionados aproximadamente como definido na Equação 3 e na Equação 4

[00059] Para as localizações (Ll) e (L2) , o ângulo de inclinação (ϕ) para o módulo (400) montado em uma orientação como representada na Figura 9 é normalmente substancialmente zero tal que a aceleração (Az) é normalmente de uma magnitude relativamente pequena e a aceleração (AY) é uma soma total de forças aparecendo a partir da força [F(t)] resultante a partir das características de superfície de estrada, componentes centrífugos (rw2) aparecendo a partir de giro da roda (10) e a força da gravidade (g) modulada por giro da roda (10). Entretanto, em um evento de desequilíbrio da roda (10) aparecendo a partir do cubo de roda (20) se tornando enviesado, por exemplo: (a) devido para afrouxamento dos prendedores ou parafusos utilizados para atar o cubo de roda (20) por intermédio de seus orifícios de roda (50) para o eixo de rodas (110) ; (b) devido para o cubo de roda (20) se tornando deformado devido para impacto ou para acidente ou para fratura; ou (c) o eixo de rodas (110) em si mesmo fora de alinhamento devido para falha ou para impacto; o ângulo de inclinação (ϕ) se torna uma função de um ângulo de rotação (0) da roda (10) como definido pela Equação 5 (Eq. 5):

um ângulo de mau alinhamento; e (fi) = desvio angular levando-se em consideração rotação da roda (10) ; tal que a Equação 3 e até a Equação 5 são então susceptíveis de serem utilizadas em combinação para determinação de uma natureza das acelerações mensuradas (Ay) e (Az) a partir do módulo (400) montado nas localizações (Ll) e (L2). 0 sinal de aceleração (Az) é, por consequência, útil, conforme definido na presente invenção, por identificação de mau alinhamento angular ou problemas de prendedores por monitoramento utilizando módulos (400) em uma ou mais das localizações (Ll) e (L2) . Entretanto, o módulo (400) montado na localização (L3) é submetido para considerável flexão da parede (230) que tende a dominar em magnitude levando-se em consideração mudança angular sobre mau alinhamento angular do eixo de rodas (110) ou oscilação de lateral da roda (10) . Além do mais, como elucidado precedentemente, montagem do módulo (400) na localização (Ll) é benéfica para mensuração da pressão (P) do pneu (30) a partir de sua válvula (80) , mas a temperatura (Tmóduio) mensurada pelo módulo (400) na localização (Ll) não é uma representação precisa de temperatura (Tpneu) do pneu (30) levando-se em conta aquecimento intermitente dos freios (115) em operação. Adicionalmente, montagem do módulo (400) na localização (L2) é benéfica para mensuração da pressão (P) do pneu (30) , e bem como mensuração de uma temperatura de operação representativa do pneu (30) [a saber, Tmóduio = Tpneu na localização (L2)] .

[00060] Quando o módulo (400) é montado na localização (L3), ele tem capacidade de provisão de uma mensuração representativa da pressão (P) e da temperatura do pneu (30) (a saber, Tmóduio = Tpneu) . Entretanto, flexão periódica da parede (230) do pneu (30) quando o módulo (400) é montado na localização (L3) resulta no ângulo de inclinação ((f))sendo uma forte função do ângulo de rotação (6) da roda (10) ; o ângulo de inclinação (ϕ) então se torna substancialmente, para uma primeira aproximação, o ângulo de flexão da parede (230) do pneu (30). Para o módulo (400) montado na localização (L3) , o ângulo de inclinação (ϕ) então se torna uma função em série como definida na Equação 6 (Eq. 6)

em que: ((ϕo) = desvio angular; LG(P)] = uma função descrevendo uma mudança em ângulo da parede (230) do pneu (30) como uma função de mudanças na pressão (P) no mesmo para uma porção do pneu (30) não em contato com uma superfície de estrada; [H(P)] = uma função dependente da pressão (P) descrevendo uma deflexão angular da parede (230) quando sua porção de pneu (30) entra em contato com a superfície de estrada; (k) = um coeficiente de harmônico; (±) = um número de índice de harmônico; (a>) = a taxa de rotação angular da roda (10) ; e = um desvio angular.

[00061] A Figura 10 proporciona em sinal (VI), uma ilustração qualitativa do ângulo (( ϕ) quando o módulo (400) é montado na localização (L3) e a roda (10) está rotacionando; o ângulo de inclinação ((/)) muda rapidamente com flexão da parede de pneu (230) quando uma porção do pneu (30) carregando o módulo (400) sobre sua parede interna (230) entra em contato com uma superfície de estrada. Um eixo ortogonal de abscissa na Figura 10 representa o ângulo de rotação (0) com tempo (t), a saber, 0 = at;um eixo ortogonal de ordenadas na Figura 10 representa substancialmente o ângulo de inclinação de parede ((/)) . Um período (500) corresponde para uma revolução completa da roda (10), a saber, A0 = 2n.

[00062] Aparelho para utilização com a presente invenção tem, por exemplo, capacidade de ser empregado em um primeiro método de análise incluindo etapas de computação esperadas de características de desempenho do pneu (30) e então comparação das características de desempenho esperadas contra características mensuradas. O primeiro método inclui etapas como se seguem: (a) para um determinado tipo de pneu (30) definindo o ângulo (fa) e as funções (G) e (H) na Equação 5, para uma determinada pressão (P) mensurada para o pneu (30), para uma determinada temperatura (Tpneu) mensurada no pneu (30) , e para uma determinada taxa de rotação angular (a>) do pneu (30) , determinada, por exemplo, a partir do precedentemente referido codificador de sensor angular ABS (118), computando-se um ângulo simulado esperado correspondente ((/)), e derivando a partir do mesmo uma magnitude simulada da aceleração (Az) como deveria ser esperada para ser gerada a partir do acelerômetro incluido no módulo (400) montado na localização (L3); (b) sensoriamento de amostras representativas da aceleração (Az) como mensuradas pelo módulo (400); e (c) verificação para determinar se ou não as acelerações simuladas e mensuradas (Az) diferem mutuamente por mais do que uma quantidade de limiar pré-definida; se elas substancialmente mutuamente não se correspondem, é deduzido a partir das mesmas que o pneu (30) está potencialmente defeituoso e necessita ser substituído.

[00063] Por exemplo, é potencialmente possivel identificar degradação da malha (210) antes que falha do pneu (30) venha a ocorrer em operação. Tal simulação beneficamente requer sintese harmônica para ser executada sobre hardware de computação incluido dentro do módulo (400) e/ou em uma unidade de controle eletrônico (ECU)do veiculo para derivar a aceleração simulada (Az) .

[00064] Aparelho para utilização com a presente invenção tem, por exemplo, capacidade de ser empregado em um segundo método de análise incluindo etapas de dado de amostragem representativas da aceleração simulada (Az) ocorrendo em operação no pneu (30), submetendo o dado amostrado para análise de harmônico, por exemplo, por aplicação de Transformada Rápida de Fourier [Fast Fourie Transform (FFT)] ou tipo similar de transformada, então derivando parâmetros a partir da análise de harmônico, e então comparação dos parâmetros computados com aqueles que são esperados para o pneu (30) ; se existe uma diferença mútua entre os parâmetros computados e esperados para o pneu (30) por mais do que uma quantidade de limiar pré- definida, falha potencial do pneu (30) pode ser detectada e o pneu (30) é substituído, se necessário. O segundo método inclui etapas que são executadas como se segue: (a) sinais de amostragem gerados pelo acelerômetro no módulo (400) representativos da aceleração (Az) para proporcionar correspondentes dados amostrados, e então submissão dos dados amostrados para análise de harmônico, por exemplo, por intermédio de um algoritmo de Transformada Rápida de Fourier (FFT) eficiente, para derivar seu conteúdo de harmônico e, portanto, uma série de coeficientes de harmônico; opcionalmente relações de fase entre os harmônicos, como simbolizado por (£i) na Equação 6 (Eq. 6), são também computados para utilização quando fazendo uma comparação; e (b) a partir da análise de harmônico, em combinação com um conhecimento de temperatura (Tpneu) e pressão (P) do pneu (30) , determinação de um tipo de pneu (30) presente sobre a roda (10) , fundamentada sobre uma lista de referência de consulta de características de pneu, tais como maciez e elasticidade, e bem como configuração e perfil de parede de pneu; e (c) comparação do determinado tipo de pneu (30) com a efetiva identificação de tipo para o pneu (30) ; se existe variância mútua dentre estes por mais do que uma quantidade de limiar pré-definida, o pneu (30) é determinado ser potencialmente falho e potencialmente em necessidade de ser substituído.

[00065] Quando utilizando o segundo método anteriormente referido, em um evento em que o pneu previsto e o pneu efetivo (30) sobre a roda (10) estão mutuamente em variância, degradação ou falha no pneu (30) podem por intermédio disso ser deduzidas a partir do mesmo. Como irá ser elucidado posteriormente, é benéfico que o módulo (400) quando montado sobre a parede (230) do pneu (30) como representado na Figura 8 seja proporcionado com um código de identificação de distinção (ID). 0 código é beneficamente indicativo das características do pneu (30) para o qual o módulo (400) é atado na posição (L3) . O módulo (400) é operável para comunicar o código de identificação (ID)por comunicação sem fio para uma unidade de controle eletrônico (ECU)que é operável para executar a comparação de variância. Beneficamente, análise de harmônico é também aplicada para um ou mais dos sinais de aceleração (Ax) e (Ay) para adicional confirmação de confiabilidade da análise harmônica executada conforme definida para este segundo método.

[00066] Enquanto que o módulo (400) montado na localização (L3) é especialmente efetivo para detecção de potenciais problemas ou defeitos aparecendo levando-se em consideração flexão e dissipação dentro do pneu (30), o módulo (400) montado na localização (Ll) é especialmente efetivo para mensuração de variações em assimetria na roda (10) , e também para determinação de um tipo de assimetria na roda (10) e seu pneu associado (30) . Até mesmo mais preferivelmente para detecção de desequilíbrio e também tipo de desequilíbrio na roda (10) , o módulo (400) é montado de uma maneira não rotativa em cima do eixo de rodas (110) substancialmente correspondendo para o eixo geométrico (B-B). Entretanto, mais informação de diagnóstico de roda levando-se em consideração desequilíbrio na roda (10) é susceptível de ser derivada quando o módulo (400) é montado em cima da roda (10) e operável para ser rotacionado com a roda (10) , preferivelmente próximo de seu eixo geométrico (B-B) de rotação, por exemplo, substancialmente na localização (Ll). Como irá ser elucidado em maiores detalhes posteriormente, monitoramento da pressão (P) na medida em que a roda (10) rotaciona proporciona inesperadamente considerável informação adicional levando-se em consideração desempenho do pneu (30), por exemplo, distorções de lóbulos múltiplos do pneu (30).

[00067] Exemplos de um aparelho de monitoramento de roda, genericamente simbolizado por (1) , são mostrados na Figura 11, na Figura 12, na Figura 13 e na Figura 21. 0 aparelho de monitoramento de roda (1) pode incluir qualquer um dos aparelhos de processamento de dados (600), (680), (690) e (2200) mostrados na Figura 11, na Figura 12, na Figura 13 e na Figura 21.

[00068] Referindo-se para a Figura 11, é mostrado um aparelho de processamento de dados em concordância com a presente invenção, indicado genericamente por (600); o aparelho de processamento de dados (600) é operável para proporcionar monitoramento de roda e de pneu. 0 aparelho de processamento de dados (600) tem capacidade de ser implementado em pelo menos um dos módulos (400) e na anteriormente referida unidade de controle eletrônico (ECU),dependendo de onde o processamento é susceptível de ser o mais convenientemente e eficientemente executado. Além do mais, o aparelho de processamento de dados (600) é susceptível de ser implementado em pelo menos um de hardwaree software executáveis em operação sobre hardware de computação. 0 software é beneficamente proporcionado como um produto de software executável sobre o hardwarede computação. 0 produto de software é beneficamente transportado para o aparelho (600) sobre um suporte de dados; o suporte de dados é beneficamente pelo menos um de: um suporte de dados eletrônico de estado sólido, um sinal sem fio, um sinal elétrico, um sinal de fibra ótica, um suporte de dados de leitura por meio óptico e/ou por meio magnético.

[00069] Sob rotação de pronto (imediato) estado da roda (10), a saber, com velocidade angular constante (co), variações temporais na aceleração radial (Ay), a saber, (dAy/dt), são substancialmente de magnitude zero para o ângulo de inclinação (<p) sendo substancialmente zero, outros do que efeitos devidos para a gravidade (g) que são correlacionados com o ângulo de rotação (0) da roda (10) . Aceleração momentânea gerada a partir de uma superfície de estrada em cima da qual o pneu (30) contata em operação resulta na força [F(t)] como mostrado na Figura 9 variando com tempo (t) e determinando surgimento para componentes de variância em uma aceleração linear direcionada verticalmente (Av) experimentada no eixo de rodas (110) que não são correlacionados com rotação periódica da roda (10) . Entretanto, componentes na aceleração linear direcionada verticalmente (Av)que se correlacionam com rotação da roda (10) , por exemplo, como referenciado por intermédio do anteriormente referido sensor de codificador angular ABS (118) proporcionando uma indicação do ângulo de rotação (6) da roda (10) e sua frequência de rotação angular (co), são benéficos para determinação de desequilíbrio na roda (10) , e também potencialmente elucidando um tipo de desequilíbrio presente na roda (10) . 0 sensor de codificador angular ABS e seus circuitos de processamento de sinal associados são simbolizados por (118) na Figura 11. Quando um ou mais dos módulos (400) são montados em cima da roda (10) em uma ou mais localizações (Ll) até (L4), eles rotacionam em operação juntamente com a roda (10). Em consequência, um ou mais acelerômetros nos um ou mais módulos (400) mensurando as acelerações (Ax)e (Ay) como representado na Figura 9 são todos sensíveis para aceleração linear direcionada verticalmente em resposta para rotação da roda (10) . De maneira a adequadamente condicionar as acelerações (Ax) e (Ay), é necessário para um ou mais módulos (400) e/ou uma unidade de controle eletrônico (ECU)em comunicação sem fio dentre estes desempenhar resolução angular, por exemplo, como descrito na Equação 7 (Eq. 7):

constantes de escalonamento.

[00070] Tal resolução angular é executada em operação em um determinador de resolução simbolizado por (620) na Figura 11. 0 determinador de resolução (620) beneficamente recebe sua referência angular para o ângulo de rotação (6)a partir do sensor de codificador angular ABS e circuitos associados (118). 0 determinador de resolução (620) é também benéfico em sendo operável para remover um componente dependente angular na aceleração (Av) devido para a gravidade (g) que se torna constante na aceleração resolvida (Ar) . A remoção do componente de aceleração devido para a gravidade (g) na aceleração resolvida (Av) é benéfica para auto-escalonamento das constantes (di) e (d2) na Equação 7 (Eq. 7) para uma condição em que a roda (10) é conhecida estar corretamente em equilíbrio (balanço), por exemplo, durante uma rotina de calibração desempenhada depois que a roda (10) é novamente instalada sobre o veiculo.

[00071] Por desempenho de análise de harmônico sobre o sinal representando a aceleração (Av)levando-se em consideração frequência de rotação angular (to) da roda (10) , por exemplo, um analisador de harmônico simbolizado por (630) na Figura 11, a severidade do desequilíbrio pode ser determinada; por exemplo, a amplitude de harmônicos [Q(m) ] em que (m) é um número de harmônico no sinal de aceleração (Av) é beneficamente individualmente escalonada por uma função de escalonamento de harmônico [y(m.)J em um escalonador (640) e após isso somado em total em uma unidade de soma total (650) para computar um valor agregado somado em total (Stot) . O valor agregado (Stot) é então comparado em um detector de limiar simbolizado por (660) contra um valor de limiar pré-definido (Th) para determinar se ou não a roda (10) necessita de atenção para corrigir o desequilíbrio, por exemplo, por adição de pesos de balanceamento ou substituição do pneu (30). A Equação 8 e a Equação 9 descrevem computação associada requerida

(Stot) > Th, então a roda (10) necessita de atenção Eq. 9

[00072] A Equação 9 corresponde para um ponto de decisão (DK1) ilustrado na Figura 11.

[00073] Opcionalmente, a função de escalonamento de harmônico [y(m)] implementada no escalonador (640) é feita dependente do tipo de pneu (30) instalado sobre a roda (10) , por exemplo, um pneu arredondado robusto instalado sobre a roda (10) tem potencialmente capacidade de exibir um maior grau de desequilíbrio antes de representar qualquer forma de potencial risco do que um pneu de alta velocidade de alto desempenho desgastado otimizado para reduzido consumo de energia durante tração. Além do mais, a função de escalonamento de harmônico [y(m)] implementada no escalonador (640) é beneficamente também feita uma função do tempo (t), a saber, [y(m,t)] na Equação 8, a partir de um tempo inicial (to) no qual o pneu (30) foi instalado em cima do cubo de roda (20) . Adicionalmente, a função de escalonamento de harmônico [y(m)] é também beneficamente feita uma função do número de revoluções como determinado a partir do codificador de sensor ABS (118) que a roda (10) experimentou na medida em que o pneu (30) foi instalado sobre a mesma, a saber, [y(m,N) ] onde (N) é o número de revoluções do pneu (30) . Uma razão para fornecimento da função de escalonamento de harmônico íy(m,t)] ou [y(m,N)] variável é a de que desequilíbrio em um pneu bem desgastado (30) é mais provável para potencialmente resultar em falha de pneu (30) em comparação com um pneu não desgastado substancialmente recentemente instalado (30) cuja malha interna (210) não foi submetida para substancial endurecimento em trabalho devido para flexão repetitiva.

[00074] O tipo de desequilíbrio para a roda (10) como determinado a partir da amplitude dos harmônicos [Q(m) ] é determinado a partir da relativa amplitude de determinados harmônicos; tal determinação é desempenhada por análise de harmônico em um analisador simbolizado por (670) na Figura 11. Além do mais, tal análise de harmônico é beneficamente implementada utilizando um conjunto de regras de software, por aplicação de uma matriz de harmônicos para os harmônicos para identificar uma assinatura de um tipo especifico de desequilíbrio presente, ou por alimentação de dado indicativo da amplitude do harmônico [Q(m) ] para uma rede neural treinada para reconhecer ocorrência de determinados tipos de defeitos. Uma ou mais das regras de software, da matriz de harmônicos e da rede neural são beneficamente opcionalmente fornecidas dependendo de um tipo de pneu (30) instalado em cima do cubo de roda (20) . Além do mais, uma ou mais das regras de software, da matriz de harmônicos e da rede neural são também beneficamente opcionalmente dependentes de uma idade e/ou de um grau de desgaste do pneu (30). Quando computando amplitude relativa de harmônicos [Q(m)] presentes na aceleração (Av), normalização da amplitude dos harmônicos é beneficamente implementada como uma parte de processamento de sinal empregada como representado na Figura 11.

[00075] Por exemplo, quando prendedores nos orifícios anteriormente mencionados (50) de atamento para o cubo de roda (20) para o eixo de rodas (110) tiverem sido inadequadamente apertados ou trabalhado afrouxados de maneira que o cubo de roda (20) chocalha em torno e sobre seu eixo de rodas (110) , a suspensão do veículo, por exemplo, como simbolizada pela mola (Ks) na Figura 9, é frequentemente tão efetiva que o motorista do veículo não tem percepção de existir qualquer problema. 0 cubo de roda (20) inclinando em torno e sobre seus parafusos ou prendedores determina geração de súbitos pequenos solavancos da roda (10) na medida em que a roda (10) rotaciona; é até mesmo conhecido para uma rede frusto- cônica (60) gerar um tom soando como um sino na medida em que ela pulsa excitada em ressonância correspondendo para um "modo de cos 20" de flexão, a saber, deformação como arco do aro (90) e da rede frusto-cônica (60). Estes súbitos pequenos solavancos determinam geração para sinalizar energia em harmônicos relativamente altos, por exemplo, em uma faixa de 10° harmônico até 20° harmônico nos harmônicos [Q(m)]r que a função de escalonamento [y(m)] pode ser disposta para isolar para detecção especificamente de que a roda (10) está frouxa sobre seus prendedores para alertar o motorista do veículo.

[00076] Beneficamente, diversas diferentes funções de escalonamento [y (m) ] são aplicadas concorrentemente para os harmônicos [Q(m) ] de maneira que ocorrências de diversos diferentes tipos de desequilíbrio são monitoradas simultaneamente pelo aparelho de processamento de dados (600) .

[00077] Em uma implementação alternativa, ou adicional, do aparelho de processamento de dados (600), a pressão (P) mensurada pelo módulo (400) é proporcionada para o analisador de harmônico (630) ao invés da aceleração resolvida (Av) de uma maneira como representada na Figura 12; na Figura 12, o aparelho de processamento de dados (600) adaptado para harmonicamente analisar a pressão (P) é indicado geralmente por (680). Irregularidades no pneu (30) , por exemplo, saliências locais ou fraqueza provocando bolhas no pneu (30), são manifestadas como pulsos de pressão em determinadas posições angulares (0) na medida em que a roda (10) rotaciona em operação. Por análise de variações na pressão (P) como uma função de ângulo de rotação (0) da roda (10), a saber, componentes da pressão (P) correlacionados com taxa de giro (a) , é conceptivel proporcionar monitoramento adicional do pneu (30) para aperfeiçoamento de detecção de defeitos, ou defeitos potenciais, no pneu (30) . 0 aparelho de processamento de dados (680) funciona de uma maneira genericamente similar para o aparelho de processamento de dados (600) exceto em que a pressão (P) é analisada ao invés da aceleração (Av) . Opcionalmente, um aparelho de processamento de dados em concordância com a presente invenção é proporcionado por combinação juntamente dos aparelhos de processamento de dados (600, 680) de maneira a proporcionar para análise de harmônicos alternada concorrentemente ou periodicamente e monitoramento da aceleração (Av) e da pressão (P) como representado na Figura 13 e como indicado por (690) na mesma; é proporcionada uma disposição de interruptor (695) no aparelho de processamento de dados (690), tanto implementada em software ou quanto em hardware,para seleção entre a pressão (P) e a aceleração (Av) . Uma vantagem do aparelho de processamento de dados (690) ilustrado esquematicamente na Figura 13 é a de que monitoramento mais compreensivo da roda (10) é susceptível de ser conseguido em operação.

[00078] A análise anteriormente mencionada de flexão da parede (230) do pneu (30) como sensoriada pelo módulo (400) montado na localização (L3) é beneficamente comparada na unidade de controle eletrônico (ECU)e/ou dentro do módulo (400) com resultados a partir da análise de sinal de harmônico desempenhada levando-se em consideração um ou mais módulos (400) posicionados em uma ou mais das localizações (Ll) e (L2) . Em um evento em que a comparação é tal que os módulos (400) localizados em localizações mutuamente diferentes (Ll) até (L3) dão geração para resultados de análise mutuamente conflitantes, existe uma alta probabilidade de problemas potenciais com a roda (10) e/ou seu pneu (30) ; uma mensagem de alerta é beneficamente então transmitida a partir do aparelho de processamento de dados (600) , (680) ou (690) como apropriado para um motorista do veiculo e/ou para um centro de controle da empresa de operação de uma frota de tais veiculos em que existe uma necessidade de desempenho de manutenção sobre o veiculo, por exemplo, por logísticas planejadas para um futuro agendamento de manutenção para o veiculo. Tais logísticas podem incluir, por exemplo, pré-disposição de uma substituição de roda para estar disponível e informação para uma facilidade de serviço considerando um tempo de chegada do veiculo para propósitos de manutenção de maneira que agendamento de tarefa apropriado na facilidade de serviço pode ser implementado.

[00079] Um ou mais dos módulos (400) montados em uma ou mais das localizações (Ll) até (L3) são susceptíveis de serem utilizados, opcionalmente em comunicação com uma unidade de controle eletrônico (ECU), para detectar mais mudanças temporais graduais no pneu (30), por exemplo, uma redução gradual em pressão (P) devido para um vazamento lento a partir do mesmo, por exemplo, ao longo de um periodo de diversas semanas ou meses. Além do mais, os um ou mais módulos (400), opcionalmente em cooperação com a unidade de controle eletrônico (ECU)anteriormente referida em comunicação sem fio com os um ou mais módulos (400) , podem ser utilizados para monitorar despressurização súbita do pneu (30), por exemplo, despressurização súbita e subsequente re-pressurização associada com instalação de um novo pneu de substituição (30) em cima do cubo de roda (20) . Monitoramento de tal despressurização súbita é importante quando um pneu precedente (30) equipado com um módulo (400) montado no mesmo é permutado por um pneu de substituição (30) destituído de qualquer de tal módulo (400), de maneira que parâmetros para várias funções de processamento de sinal como representados, por exemplo, na Figura 11 podem ser apropriadamente selecionados pelo aparelho (600), (680) ou (690). Quando a identidade e condição do pneu (30) não são confiavelmente conhecidas, são beneficamente adotados no aparelho de processamento de dados (600), (680) ou (690) valores de defaultpara parâmetros indicativos de um pneu (30) com um grau substancialmente mediano de desgaste de rolagem. Beneficamente, é emitida uma mensagem "informação não confiável" ou similar em um evento de tal despressurização súbita tendo sido detectado para alertar o motorista de que a unidade de controle eletrônico (ECU)está sendo suprida com informação potencialmente não representativa. Uma tal situação pode aparecer, por exemplo, quando de permutação não autorizada do pneu (30) ou em um evento de adulteração (falsificação) envolvendo o pneu (30) tendo ocorrido.

[00080] O módulo (400) irá agora ser descrito em uma visão global com referência para a Figura 14. Em operação, o módulo (400) é requerido ser robusto e também não dispendioso em manufaturação. Além do mais, por exemplo, quando montado na localização anteriormente referida (L3) , o módulo (400) é relativamente inacessível e necessita funcionar confiavelmente sem intervenção do usuário. Beneficamente, o módulo (400) utiliza a anteriormente referida tecnologia de sistemas mecânicos micro-eletrônicos [microelectronic mechanical systems (MEMS)], por exemplo, fundamentada em processos de fabricação de micro-maquinação de silicio. 0 módulo (400) inclui uma bateria (700) compreendendo uma ou mais células eletroquimicas operáveis para proporcionar energia elétrica, entre outros componentes, para um processador de computador (710). Uma memória de dados (720) incluindo um produto de software é acoplada em comunicação com o processador (710) ; o produto de software compreende código de software que é executável sobre o processador (710) e que é operável para coordenar funcionamento do módulo (400). 0 processador (710) possui associado com o mesmo um relógio (CLK) e um conversor analógico para digital (A/D) para conversão de sinais de sensor analógicos para correspondentes dados de sensor amostrados; beneficamente, o conversor analógico para digital (A/D) é fundamentado sobre um conversor do tipo de alta velocidade de múltiplo canal sigma-delta que exibe modesto consumo de energia. Conversores sigma-delta são contemporaneamente empregados em dispositivos criticos em energia, tais como auxilios de audição em miniatura que são energizados por bateria e necessitam funcionar por longos periodos de tempo sem atenção, por exemplo, para mudança de bateria. O módulo (400) adicionalmente compreende uma interface sem fio de curta distância (730) para provisão de comunicação bidirecional para o, e a partir do, módulo (400) ; a interface sem fio (730) é beneficamente implementada utilizando tecnologia de contemporâneos Blue Tooth, Weebre ou tecnologia de interface sem fio similar operando conforme definido para protocolo de comunicação padronizado associado. 0 módulo (400) pode alternativamente ser implementado como um circuito integrado especifico de aplicação dedicado [application specific integrated circuit (ASIC)]incluindo circuitos lógicos.

[00081] O módulo (400) também inclui um arranjo de um ou mais sensores simbolizados por (750) cujas correspondentes uma ou mais saidas são acopladas para o conversor (A/D)anteriormente referido. Dependendo da localização intencionada, a saber, localizações (Ll) , (L2) , (L3) e (L4) , e de um grau de funcionalidade de monitoramento de roda desejado, o arranjo de sensor (750) inclui um ou mais de: a) um sensor de pressão (760) beneficamente fundamentado sobre uma estrutura (MEMS)incluindo uma membrana micro-maquinada de silicio com um padrão de resistência ou leitura de sinal ressonante oscilatório; b) um sensor de temperatura (765) para mensuração de uma temperatura de ar ou de superfície em proximidade do módulo (400), em que o de temperatura (765) beneficamente possui uma faixa de mensuração de -40 °C até +100 °C; (b) um acelerômetro (770) beneficamente implementado em uma estrutura (MEMS) incluindo uma ou mais massas de prova micro-maquinadas de silício em uma suspensão de mola com correspondente leitura de posição para uma ou mais massas de prova indicativas de aceleração; opcionalmente, para precisão e resposta reforçadas, o acelerômetro sendo um acelerômetro do tipo de realimentação de força; o acelerômetro (770) sendo beneficamente sensível para aceleração em um, dois ou três eixos ortogonais. Para melhor monitoramento de operação de roda (10) e pneu associado (30) , o acelerômetro (770) é implementado como um acelerômetro de três eixos geométricos; (c) um sensor magnético (775), preferivelmente implementado como um interruptor de relê de palheta (reed- relay)encapsulado a vácuo, mas também susceptível de ser implementado como um dispositivo de efeito de Hall; o sensor magnético (775) é opcionalmente incluído para ativação do módulo (400) utilizando um campo magnético forte concretizado em proximidade do módulo (400) ; entretanto, como irá ser elucidado em maiores detalhes posteriormente, outras abordagens para ativação do módulo (400) são também possíveis e estão em concordância com a presente invenção; e (d) um sensor de padrão de esforço (780) que é o mais potencialmente pertinente para o módulo (400) quando montado na localização (L3) em cima da roda (10) . 0 sensor de padrão de esforço (780) pode ser afixado para o pneu (30) precedentemente a que o pneu (30) venha a ser instalado em cima do cubo de roda (20).

[00082] Opcionalmente, o módulo (400) é susceptível de incluir outros tipos de sensor não descritos em detalhes anteriormente.

[00083] Opcionalmente, a bateria (700) é, pelo menos em parte, uma bateria recarregável e proporcionada com seu próprio dispositivo de recarga eletro-magnético acionado em resposta para rotação da roda (10) em operação, por exemplo, de uma maneira parecida com um relógio de pulso mecânico de bobina automático em que movimentação de pulso é operável para movimentar uma massa de desequilíbrio para proporcionar energia de bobina de mola de relógio. Alternativamente, ou adicionalmente, recarga piezelétrica da bateria (700) em resposta para rotação da roda (10) pode ser empregada.

[00084] Em operação, o processador de computador (710) é operável para desempenhar diagnósticos em si mesmo e enviar uma mensagem de alerta por intermédio de sua interface sem fio (730) no evento de mau funcionamento total ou parcial ocorrendo dentro do módulo (400), e uma mensagem confirmatória enviada quando o módulo (400) está completamente funcional; em um evento em que o módulo (400) tem mal funcionamento, seu veiculo associado não é imobilizado, mas meramente resulta em funcionalidade reduzida levando-se em consideração monitoramento de roda e de pneu associado. Beneficamente, o motorista do veiculo pode ser informado por intermédio da unidade de controle eletrônico (ECU)levando-se em consideração funcionalidade reduzida, e proporcionado com uma escolha de se ou não continuar tracionando apesar do mau funcionamento do módulo (400) .

[00085] Em operação, quando o processador de computador (710) detecta que os sinais a partir do acelerômetro (770) são substancialmente constantes por mais do que um periodo de tempo pré-definido, por exemplo, por um periodo de tempo em uma faixa a partir de uns poucos segundos até 10 minutos, depois de cessação de um periodo de rotação da roda (10), o processador de computador (710) é beneficamente operável para provocar que o módulo (400) venha a assumir um modo de hibernação para conservar energia durante o qual a interface sem fio (730) é substancialmente desenergizada. Durante o modo de hibernação, o processador de computador (710) é beneficamente operável para periodicamente e momentaneamente ativar a interface sem fio (730) por curtos periodos de tempo para detectar comandos de "despertar"a partir da unidade de controle eletrônico (ECU)do veiculo. Assim que o processador de computador (710) detecta que sinais a partir do acelerômetro (770) e/ou do sensor de pressão (760) estão temporariamente variando, por exemplo, durante um periodo de tempo pré-definido, o processador de computador (710) é operável para permutar o módulo (400) para seu estado ativo, a saber, de não hibernação, com todas as suas partes funcionais como mostrado na Figura 14 concretizadas em operação. Alternativamente, ou adicionalmente, o módulo (400) pode ser explicitamente ajustado em um modo de hibernação sobre recepção de uma instrução de hibernação especifica a partir da unidade de controle eletrônico (ECU)(950); beneficamente, as instruções especificas incluem o código de identificação (ID)do módulo (400) que é para assumir um tal estado de hibernação; similarmente, o módulo (400) pode ser explicitamente instruído para assumir um estado funcional ativo, a saber, estado de não hibernação, por recepção de uma instrução de despertar especifica a partir da unidade de controle eletrônico (ECU)(950). Ainda alternativamente, ou adicionalmente, todos os módulos (400) incluídos sobre as rodas (10) do veiculo podem ser ajustados para um estado de hibernação, ou ajustados para um estado funcional ativo, por uma instrução explicita geral transmitida de modo sem fio a partir da unidade de controle eletrônico (ECU)(950); a instrução explicita geral é beneficamente enviada pela unidade de controle eletrônico (ECU)(950) em resposta para o motorista do veiculo dando partida ou desligando um motor de combustão ou um motor de tração elétrico do veiculo. Um tal motor de tração elétrico é relevante quando o veiculo possui um trem de tração hibrido ou um trem de tração elétrico proporcionado com energia elétrica a partir de células de combustível.

[00086] Quando processamento de dados considerável é desempenhado dentro do módulo (400) de maneira a distribuir carga de computação em torno do veiculo, por exemplo, processamento de sinal envolvendo aplicação de uma Transformada Rápida de Fourier [Fast Fourie Transform (FFT)]ou algoritmo de processamento de sinal similar, o módulo (400) é operável para receber um sinal de sincronização para sua determinada roda associada (10) derivado a partir do anteriormente mencionado codificador de sensor angular ABS (118) e seus circuitos associados com a determinada roda (10) . Um tal sinal de sincronização é beneficamente proporcionado a partir da anteriormente mencionada unidade de controle eletrônico (ECU)(950) do veiculo operando para proporcionar uma comunicação de dados de cubo de roda para o veiculo. Levando-se em conta as rodas (10) do veiculo potencialmente revolucionando em taxas mutuamente diferentes, por exemplo, quando o veiculo está girando (voltando) ou devido para ligeira diferença em diâmetros exteriores dos pneus (30) , cada roda (10) e seus módulos associados necessitam ser individualmente sincronizados levando-se em consideração seus codificadores de sensor angular ABS associados (118) .

[00087] Processamento de dados desempenhado pelo processador de computador (710) tem beneficamente capacidade de redução de um volume de dados a ser comunicado por intermédio da interface sem fio (730) para a unidade de controle eletrônico (ECU). Tal processamento de dados local é de beneficio em que é primariamente a interface sem fio (730) que consome a maior parte da energia a partir da bateria (700) quando o módulo (400) está em operação. Fluxo de dados pode ser adicionalmente reduzido no módulo (400) pelo processador de dados (710) transmitindo periodicamente em um começo de valores de dados efetivos de quadros de tempo de sinais de sensor seguidos por mudanças de representação de dados nos valores de dados durante cada quadro de tempo. Outras abordagens para obtenção de compressão de dados podem também opcionalmente ser empregadas para reduzir consumo de energia na interface sem fio (730). Beneficamente, o módulo (400) é operável para transmitir dado de sinal de acelerômetro e dado de pressão (P) em uma taxa de amostragem máxima em uma faixa de 50 amostras/segundo até 200 amostras/segundo para cada eixo geométrico de acelerômetro e/ou o sensor de pressão (760) levando em consideração critérios de amostragem Nyquist.Uma taxa inferior de até 1 amostra por segundo para temperatura (T) é opcionalmente empregada levando-se em conta a temperatura (T) mudando menos rapidamente em comparação com a aceleração (A) e a pressão (P) .

[00088] O módulo (400) é também beneficamente operável para permitir atualizações (updates) de software a serem baixadas {downloaded)a partir do módulo de controle eletrônico (ECU)para o módulo (400), por exemplo, por intermédio de sua interface sem fio (730), para atualização {upgrading)ou modificação de sua operação, por exemplo, em resposta para padronizações ou políticas de segurança corrigidas adotadas por um operador do veiculo. Tais atualizações {updates)de software também possibilitam novos e aperfeiçoados algoritmos de processamento de dados a serem empregados mais tarde, a saber, atualizações {upgrades) de software.

[00089] Como elucidado precedentemente, o módulo (400) é programado para possuir um código de identificação (ID)associado com o mesmo que é utilizável pela anteriormente referida unidade de controle eletrônico (ECU) para distinção do módulo (400) a partir de outros módulos similares (400) sobre o veiculo, e também a partir de tipos similares de módulos (400) sobre outros veiculos com passagem esporadicamente em proximidade intima, por exemplo, sobre uma pista (faixa) adjacente durante tração em rodovia (auto-estrada). A unidade de controle eletrônico (ECU)é operável para utilizar o código de identificação (ID)para identificar a partir de qual porção do veiculo dado transportado por intermédio do módulo (400) é derivado. Tal identificação irá ser descrita em maiores detalhes posteriormente.

[00090] O processador de computador (710) em combinação com sua interface sem fio (730) é também operável para opcionalmente proporcionar uma função de rede de comunicação. Beneficamente, o processador de computador (710) possui uma interface diretamente por fio de maneira que um primeiro módulo (400) montado na localização (Ll) sobre a roda (10) tem capacidade de ser diretamente acoplado por uma conexão {link) de comunicação por fio ou fibra ótica através da alimentação de ponta a ponta (310) como representado na Figura 7 para um segundo módulo (400) montado na posição (L2) sobre o aro (90) dentro do volume (120) como representado na Figura 15a. 0 processador (730) do primeiro módulo (400) localizado na localização (Ll) é por intermédio disso operável para: (a) processamento de sinais gerados por seu arranjo de sensores (750) e transportamento dos sinais processados como dados processados para sua interface sem fio (730) do primeiro módulo (400) para comunicação para a unidade de controle eletrônico (ECU); e bem como (b) recepção de saida de sinais processados a partir do segundo módulo na posição (L2) para transportamento por intermédio do primeiro módulo (400) e sua interface sem fio (730) para a unidade de controle eletrônico (ECU).

[00091] Alternativamente, sinais de dados a partir do segundo módulo (400) na localização (L2) podem ser: (a) comunicados por intermédio da interface sem fio (730) do segundo módulo na localização (L2) para a interface sem fio (730) do primeiro módulo na localização (Ll) ; e então (b) os sinais de dados podem ser revezados por intermédio da interface sem fio (730) e seu processador de computador associado (710) do primeiro módulo (400) para a unidade de controle eletrônico (ECU).

[00092] Uma tal conexão (link) de comunicação é também susceptível de ser utilizada em reverso para transportamento de sinais de sincronização ÃBS anteriormente mencionados por intermédio do primeiro módulo (400) na localização (Ll) para o segundo módulo (400) na localização (L2) como representado na Figura 15b.

[00093] De uma maneira similar, o segundo módulo (400) na localização (L2) tem capacidade para funcionar como um relé de rede para um terceiro módulo (400) montado na localização (L3) . Beneficamente, o segundo módulo (400) na localização (L2) é acoplado por fio ou fibra ótica por intermédio da alimentação de ponta a ponta (310) para o primeiro módulo (400) na localização (Ll), e o terceiro módulo (400) na localização (L3) é acoplado sem fio para o segundo módulo (400) na localização (L2) como representado na Figura 15c. Por uma tal configuração da Figura 15c, problemas com a malha (210) e o aro (90) funcionando como uma peneira (jaula) de Faradaysão evitados. Comunicação sem fio entre o terceiro módulo (400) na localização (L3) para o segundo módulo (400) na localização (L2) é benéfica em vista de um número de vezes potencialmente grande em que o terceiro módulo (400) na localização (L3) se movimenta levando-se em consideração o segundo módulo (400) na localização (L2) em resposta para flexão da parede (230) do pneu (30) na medida em que a roda (10) rotaciona em operação; conexões diretas por fios ou similares conectando os módulos (400) nas localizações (L2) e (L3) não deveriam somente ser propensos para ruptura devido para efeitos de endurecimento em trabalho, mas deveriam também ser impraticáveis para atar uma vez que o pneu (30) já tenha sido instalado em cima do cubo de roda (20) levando-se em conta o volume (120) então sendo inacessível para o usuário.

[00094] Em uma configuração alternativa da presente invenção, o terceiro módulo (400) na localização (L3) , mutatis mutandispara o módulo (400) na localização (L4), é eletricamente acoplado para a malha (210) do pneu (30) que é utilizada como uma antena de rádio de retalho altamente efetiva para comunicação sem fio para a unidade de controle eletrônico (ECU). Em uma tal configuração da presente invenção, o terceiro módulo (400) na localização (L3) tem capacidade de funcionar como um nódulo de relé sem fio para comunicação de dados a partir do segundo módulo (400) montado na localização (L2) sobre o aro (90) . Uma tal configuração da presente invenção é ilustrada na Figura 15d.

[00095] Outras configurações de rede para os módulos (400) nas localizações (Ll) , (L2) , (L3) e (L4) são também conceptiveis. Por exemplo, os módulos (400) são opcionalmente operáveis para todos se comunicarem diretamente sem fio por intermédio de suas interfaces sem fio (730) diretamente com a unidade de controle eletrônico (ECU)como representado na Figura 15e. Ainda alternativamente, os módulos (400) são dinamicamente re¬configuráveis dependendo da resistência de sinal sem fio recebido na unidade de controle eletrônico (ECU), por exemplo, entre vários modos de rede como elucidado precedentemente com referência para a Figura 15a e até a Figura 15e. Tal flexibilidade para re-configurar uma rede de comunicação proporcionada pelos módulos (400) é benéfica quando rodas (10) são permutadas em torno ou mudadas sobre o veiculo. Tal adaptabilidade irá ser descrita em maiores detalhes posteriormente.

[00096] Beneficamente, o primeiro módulo, o segundo módulo, o terceiro módulo e o quarto módulo (400) montados nas localizações (Ll) , (L2) , (L3) e (L4) , respectivamente, são cada um proporcionados com seus códigos de identificação de definição única (ID),os módulos (400) que são operáveis para se empregar quando em comunicação com a unidade de controle eletrônico (ECU)para distinção de seus dados a partir daqueles de outros módulos (400) . Além do mais, tais códigos de identificação (ID)são benéficos quando a unidade de controle eletrônico (ECU)envia sinais de sincronização derivados a partir dos codificadores de sensor ABS (118), por exemplo, em uma situação onde processamento de dados considerável é desempenhado localmente nos módulos (400) para reduzir uma quantidade de dados a serem comunicados por intermédio de suas interfaces sem fio (730) para a unidade de controle eletrônico (ECU) em operação.

[00097] Precedentemente, componentes tais como a roda (10) e seus associados um ou mais módulos (400) e sua unidade de controle eletrônico (ECU)montados sobre o veiculo foram descritos. Estes componentes formam uma parte de um sistema de monitoramento de roda e de pneu que irá agora ser elucidado em maiores detalhes com referência para a Figura 16.

[00098] Na Figura 16, é mostrado em uma vista plana o veiculo anteriormente mencionado indicado genericamente por (900) . 0 veiculo (900) é dirigido em operação pelo anteriormente referido motorista simbolizado por (910) na Figura 16. Além do mais, o veiculo (900) compreende uma unidade de trator dianteira (920) incluindo um motor de combustão (930) operável para proporcionar força motriz para um par de rodas dianteiras de dirigibilidade (10) beneficamente implementadas de uma maneira substancialmente como representada na Figura 4. O motor de combustão (930) é pelo menos um de: um motor de combustão de cilindro contemporâneo, um motor de combustão com turbocharger,um motor hibrido elétrico em série ou em paralelo, um motor de turbina a gás, um sistema de célula de combustivel proporcionando energia elétrica para tração de motor elétrico associado. O veiculo (900) também compreende uma unidade de trailer(940) possuindo dois conjuntos de rodas traseiras duplas (10) como mostrado; as rodas traseiras duplas (10) são beneficamente implementadas de uma maneira como representada na Figura 5 e são opcionalmente também de dirigibilidade de uma maneira similar para as rodas dianteiras (10) da unidade de trator dianteira (920). Outras configurações de rodas (10) para o veiculo (900) são possiveis e a Figura 16 é meramente um exemplo para descrição da presente invenção. O veiculo (900) é adicionalmente proporcionado com a anteriormente mencionada unidade de controle eletrônico (ECU)simbolizada por (950); a unidade de controle eletrônico (ECU)(950) inclui um processador de computador juntamente com memória de dados e uma ou mais interfaces sem fio e interfaces elétricas, o processador de computador sendo operável para executar um ou mais produtos de software incluindo código de software executável. A unidade de controle eletrônico (ECU)(950) é acoplada em comunicação com um console (915) operado pelo motorista (910). Opcionalmente, a unidade de controle eletrônico (ECU)(950) também é acoplada em comunicação com o motor de combustão (930) para desempenho de gerenciamento de motor e funções de monitoramento, por exemplo, deliberadamente limitando uma velocidade, ou recomendação para o motorista de uma velocidade adequada, na qual o motorista (910) tem capacidade para dirigir o veiculo (900) em um evento em que a unidade de controle eletrônico (ECU) (950) faz detecção de um problema, ou problema em potencial, com uma ou mais rodas (10) do veiculo (900) . Além do mais, a unidade de controle eletrônico (ECU)(950) é também de maneira sem fio acoplada para um ou mais módulos (400) montados sobre uma ou mais das rodas (10) do veiculo (900) como elucidado precedentemente.

[00099] A unidade de controle eletrônico (ECU)(950) inclui uma antena (960) para transmissão e recepção de sinais sem fio como simbolizado por (970) para possibilitar que o veiculo (900) venha a se comunicar com outras facilidades, por exemplo, um centro de controle (1000) de uma empresa organizando logísticas para uma frota de tais veiculos (900), ou para uma facilidade de serviço (1010) com o que as rodas (10) e seus pneus (30) do veiculo (900) podem ser consertados ou substituídos como representado na Figura 16. Beneficamente, a unidade de controle eletrônico (ECU)(950) é operável para monitorar operação das rodas (10) do veículo (900) e automaticamente informar o centro de controle (1000) de uma necessidade de informar para o motorista (910) para dirigir o veículo (900) para a facilidade de serviço (1010) para conserto de suas rodas (10) e pneus associados (30) , por exemplo, como parte de um agendamento de entrega planejado para o veículo (900), por intermédio disso provocando menos interrupção para um serviço proporcionado pela empresa para seus clientes. Uma visita para a facilidade de serviço (1010) é opcionalmente invocada em resposta para condições climáticas ou tempo, por exemplo, em conexão com intercâmbio de pneus de verão (30) para pneus de inverno (30) na Europa Setentrional e América do Norte.

[000100] Opcionalmente, a unidade de controle eletrônico (ECU)(950) é também acoplada de maneira sem fio para um sistema de posicionamento global (GPS) (1020) para determinação em operação de uma posição espacial do veículo (900) sobre a superfície da Terra. 0 sistema de (GPS) (1020) é, por exemplo, aquele gerenciado por autoridades Norte Americanas ou por um equivalente sistema de posicionamento Europeu Galileu. Ainda alternativamente, ou adicionalmente, o sistema (GPS) (1020) é fundamentado sobre um telefone móvel, a saber, rede de celular, sistema conhecido como (GPRS)ou similar. Em operação, a unidade de controle eletrônico (ECU)(950) é operável para determinar com o que o veículo (900) é localizado e transporte desta informação posicionai para o centro de controle (1000) de maneira que o centro de controle (1000) é avisado da posição do veiculo (900). Além do mais, como elucidado precedentemente, em um evento em que a unidade de controle eletrônico (ECU)(950) detecta por intermédio de um ou mais dos módulos (400) que uma ou mais de suas rodas (10) estão defeituosas ou necessitando de manutenção, ou estão potencialmente provavelmente se tornando defeituosas ou necessitando de manutenção, o centro de controle (1000) pode direcionar o veiculo (900) para um centro de serviço geograficamente adequado conveniente (1010) . Opcionalmente, o centro de controle (1000) é também operável para dispor, fundamentado sobre conhecimento da posição do veiculo (900), para que o trator (920) venha a ser desacoplado a partir de seu trailer(940) em uma localização geográfica adequada de maneira que um trator alternativo pode ser rapidamente acoplado para o trailer(940) para rebocar o trailer(940) e seus conteúdos adicionalmente prontamente para sua destinação, por exemplo, para um cliente; o trator (920) pode então ser consertado sem interrupção de entregas criticas em tempo no trailer(940) para o cliente. Além do mais, o centro de serviço (1010) pode também ser alertado adiantadamente, tanto diretamente a partir do veiculo (900) ou quanto indiretamente por intermédio do centro de controle (1010) ou por ambos, levando-se em consideração chegada do veiculo (900) juntamente com uma indicação de um provável problema com uma ou mais rodas (10) do veiculo (900) . Tal notificação de problemas levando-se em consideração o veiculo (900) para o centro de controle (1000) e opcionalmente para o centro de serviço (1010) é susceptível de ocorrência automaticamente sem que o motorista (910) tenha a necessidade de interpretar mensagens e ativamente informar um ou mais do centro de controle (1000), do centro de serviço (1010) ou do cliente. Um aperfeiçoamento de serviço para o cliente é por intermédio disso susceptível de ser conseguido.

[000101] De maneira a que o veículo (900) não devesse ser imobilizado em um evento em que sua unidade de controle eletrônico (ECU)(950) venha à detecção de um problema com uma ou mais das rodas (10) do veículo (900) , ou mau funcionamento de um ou mais de seus módulos (400) , a unidade de controle eletrônico (ECU)(950) é operável para gerar várias mensagens de alerta. Em um evento de mau funcionamento de um ou mais dos módulos (400), a unidade de controle eletrônico (ECU)(950) é operável para enviar um alerta para pelo menos um do centro de controle (1000) e do motorista (910) de tal mau funcionamento, mas continua a monitorar outras rodas (10) cujos módulos (400) estão continuando a funcionar corretamente. Tal declinação elegante em funcionalidade de monitoramento dos módulos (400) montados sobre uma ou mais das rodas (10) é susceptível para aperfeiçoar robustez operacional do veículo (900) , a saber, falha de um ou mais dos módulos (400) não imobiliza o veículo (900). É uma decisão então do motorista (910) e/ou do centro de controle (1000) se ou não continuar dirigindo o veículo (900) em vista de um ou mais de seus módulos (400) se tornando não operacionais. Uma causa potencial de um ou mais dos módulos (400) falhando é exaustão de baterias (700) nos mesmos, ou substituição de um pneu (30) , por exemplo.

2. MÉTODOS DE IDENTIFICAÇÃO DE LOCALIZAÇÕES DE MÓDULOS CONFORME DEFINIDOS PARA A PRESENTE INVENÇÃO

[000102] Levando-se em consideração para a presente invenção, a descrição precedentemente descreve os vários aparelhos e módulos com os quais a presente invenção é susceptível de ser implementada. Entretanto, a presente invenção é relacionada com um método de identificação de localizações de módulos de rodas incluídos em rodas e/ou de seus pneus associados; por exemplo, para um método de identificação de localizações de módulos de roda operáveis para monitorar características de rodas e/ou de seus pneus associados e transportamento de informação indicativa destas características anteriormente mencionadas por intermédio de uma conexão {link) de comunicação para uma unidade de controle eletrônico (ECU)e/ou sistema de controle, por exemplo, para um mostrador {display)de usuário. Além do mais, a presente invenção também se refere a módulos de roda para utilização em implementação dos métodos anteriormente mencionados; várias implementações destes módulos de roda foram descritas precedentemente e são também descritas nos parágrafos a seguir.

[000103] Irá ser apreciado, a partir da Figura 16, que o veiculo (900) possui muitas rodas (10), a saber dez rodas, para o exemplo descrito precedentemente. Quando cada roda (10) é proporcionada com três módulos (400) em suas localizações (Ll), (L2) e (L3), o veiculo (900) é potencialmente equipado com trinta de tais módulos (400); se mais do que um módulo (400) é incluído em cada uma das localizações (Ll), (L2), (L3) ou (L4), por exemplo, um módulo (400) em 0 = 0oe um outro em 6 = 180° para a localização (L2) em uma disposição radial, existem potencialmente até mesmo mais do que trinta de tais módulos (400) presentes. Na prática, determinadas das rodas (10) são beneficamente proporcionadas com menos do que três módulos (400) de maneira que um total em torno de cinco até vinte módulos (400), por exemplo, dez módulos (400), são convenientemente empregados de modo geral para o veiculo (900), por exemplo. Um problema aparece em programação da unidade de controle eletrônico (ECU)(950) para reconhecer seus respectivos módulos (400) e possuir a informação necessária levando-se em consideração localizações com as quais os módulos (400) são posicionados no veiculo (900).

[000104] É potencialmente extremamente trabalhoso, e potencialmente suscetível se dar entrada de dados errados, para o motorista (910) , ou pessoa da outra forma responsável pelo veículo (900), para possuir uma lista dos códigos de identificação (ID)dos módulos (400) juntamente com suas posições no veículo (900) e manualmente se dar entrada, por exemplo, por digitação sobre um teclado de computador, de tal informação para a unidade de controle eletrônico (ECU)(950) . Por consequência, surge uma necessidade para automaticamente localizar, a saber para "calibrar", o veículo (900) levando-se em consideração a disposição espacial de seus módulos (400), a saber informar a unidade de controle eletrônico (ECU)(950) levando-se em consideração a disposição espacial de seus módulos (400) . Tal "calibração" é importante para provisão do motorista (910), do centro de controle (1000) e/ou do serviço de controle (1010) com informação correta acerca de qual roda (10) do veículo (900) é potencialmente defeituosa, ou necessitando de atenção, por exemplo, carregando com ar comprimido para aumentar sua pressão (P) ou necessitando de uma substituição do pneu (30). Determinados tipos de defeitos de desequilíbrio ou defeitos de parede de pneu (230) não podem ser verificados por mera inspeção visual casual de uma roda (10) e de seu pneu (30).

[000105] Em um primeiro método de identificação de localizações de módulos (400) sobre o veículo (900), a saber "calibragem" do veículo (900) , o motorista (910), ou pessoa de outro modo responsável pelo veículo (900), pressiona uma chave sobre uma unidade de controle, por exemplo, sobre um teclado do console (915), acoplado em comunicação com a unidade de controle eletrônico (ECU) (950) para indicar que uma rotina de localização de módulo está para ser implementada. O motorista (910) ou pessoa responsável toma um magneto permanente e então caminha ao longo de uma rota em torno do veículo (900) partindo de uma primeira posição pré-definida e terminando em uma segunda posição pré-definida. Quando caminhando em torno da rota anteriormente referida, o motorista (910) ou pessoa responsável apresenta o magneto em proximidade íntima para cada roda (10) em sequência ao longo da rota de maneira que os um ou mais módulos (400) no mesma são expostos para um campo magnético gerado pelo magneto. A rota compreende, por exemplo, partida de um canto direito dianteiro do veículo (900) e movimentação de uma maneira no sentido horário em torno do veículo (900) para um canto esquerdo dianteiro do veículo (900); mutatis mutandispara uma rota no sentido anti-horário em torno do veículo (900). Entretanto, outras rotas são possíveis e estão dentro do escopo da presente invenção, por exemplo, endereçando o par dianteiro de rodas (10) primeiro e então prosseguindo de volta ao longo do veículo (900) eventualmente para o par traseiro de rodas (10) ; mutatis mutandispara a rota relacionada para o par traseiro de rodas se movimentando progressivamente eventualmente para o par dianteiro de rodas (10).

[000106] Quando se movimentando em torno da rota, o motorista (910) ou pessoa responsável leva em consideração cada roda (10) para oferecer o magneto primeiramente em proximidade íntima para o eixo de rodas (110) para ativação do módulo (400) presente na localização (Ll) e então movimenta o magneto permanente externamente em direção de um perímetro da roda (10) para ativação de seus um ou mais módulos (400) montados nas localizações (L2), (L3) e/ou (L4) ; mutatis mutandispara uma partida alternativa no perímetro da roda (10) internamente em direção do cubo de roda (20) da roda (10) . Como uma alternativa para empregar um magneto permanente, um eletromagneto pode ser empregado que é momentaneamente energizado em proximidade íntima para cada roda (10) ao longo da rota para execução do primeiro método de calibração.

[000107] 0 magneto permanente é operável para provocar que o sensor magnético (775) presente em cada módulo (400) venha a enviar um sinal para seu processador de computador associado (710) que é em resposta operável para enviar uma mensagem incluindo o código de identificação (ID)do módulo (400) por intermédio de sua interface sem fio (730) por comunicação sem fio para a unidade de controle eletrônico (ECU)(950) . A unidade de controle eletrônico (ECU) (950) por intermédio disso recebe uma sequência de códigos de identificação (ID)em uma maneira correspondente para a rota espacial pré- determinada, e por intermédio disso tem capacidade para determinar onde os módulos (400) estão localizados no veiculo (900). Entretanto, a unidade de controle eletrônico (ECU)(950) é susceptível de ser proporcionada com dado completamente errôneo (incorreto) em um evento em que o motorista (910) ou pessoa responsável não diligentemente segue a rota pré-determinada. Na prática, o primeiro método de "calibragem"do veiculo (900) é conceptivel de se empregar, mas tende a ser tedioso para o motorista (910) ou pessoa responsável para executar e é também susceptível ao abuso.

[000108] Os inventores apreciaram (verificaram) que é altamente desejável utilizar métodos de localização de posições de módulos (400) sobre o veiculo (900) os quais são menos tediosos e mais rápidos para executar na prática.

[000109] Um método em concordância com a presente invenção de identificação de localizações de módulos (400) sobre o veiculo (900), a saber "calibragem"do veiculo (900), irá agora ser descrito com referência para a Figura 17 e até a Figura 17e. Na Figura 17a, o veiculo (900) é ilustrado em vista plana com seu conjunto dianteiro de rodas simbolizado por (10a), seu conjunto mediano de rodas simbolizado por (10b), e seu conjunto traseiro de rodas simbolizado por (10c). 0 veiculo (900) é fracionado em uma direção (x) em direção de um objeto linear substancialmente alongado (1100) colocado sobre uma superfície de estrada; o objeto (1100) é, por exemplo, um sulco de calibração em linha reta substancialmente linear implementado como uma tira de borracha alongada que pode ser temporariamente estendida através da estrada para propósitos de calibração.

[000110] No segundo método de identificação de posições de módulos (400) sobre o veiculo (900), a saber "calibragem" do veiculo (900), o motorista (910) dá entrada para a unidade de controle eletrônico (ECU)(950) de que o veiculo (900) é para ser calibrado; por exemplo, o motorista (910) pressiona uma chave ou botão apropriado sobre o console (915) . 0 motorista (910) então traciona o veiculo (900) sobre o objeto (1100) como representado progressivamente na Figura 17b e até na Figura 17d provocando sinais de aceleração vertical (Av) e/ou sinais de mudança momentânea em pressão (P) como representado na Figura 17e venham a ser recebidos pela unidade de controle eletrônico (ECU)(950) . Na Figura 17e, um eixo geométrico de abscissa (1110) referencia a movimentação progressiva do veiculo (900) na direção referenciada por (x) , e um eixo geométrico de ordenada (1120) referencia mudança em aceleração vertical (Av) ou mudança em pressão (P) . Por conta de pulsos em sinais de módulos (400) associados com as rodas dianteiras (10a) sendo recebidos primeiro juntamente com seus códigos de identificação (ID),a unidade de controle eletrônico (ECU)(950) tem por intermédio disso capacidade de associação automaticamente das rodas dianteiras (10a) para seus correspondentes módulos (400) por intermédio de seus códigos de identificação (ID). Além do mais, por conta de pulsos em sinais de módulos (400) associados com as rodas medianas (10b) sendo recebidos a seguir juntamente com seus códigos de identificação (ID),a unidade de controle eletrônico (ECU) (950) tem por intermédio disso capacidade de associação automaticamente das rodas medianas (10b) para seus correspondentes módulos (400) por intermédio de seus códigos de identificação (ID). Adicionalmente, por conta de pulsos em sinais de módulos (400) associados com as rodas traseiras (10c) sendo recebidos por último juntamente com seus códigos de identificação (ID),a unidade de controle eletrônico (ECU)(950) tem por intermédio disso capacidade de associação automaticamente das rodas traseiras (10c) para seus correspondentes módulos (400) por intermédio de seus códigos de identificação (ID). Entretanto, o segundo método de "calibragem"do veiculo (900) não possibilita que a unidade de controle eletrônico (ECU)(950) venha a distinguir sobre quais laterais do veiculo (900) os módulos (400) estão localizados.

[000111] Um terceiro método de identificação de localizações de módulos (400) sobre o veiculo (900), a saber "calibragem"do veiculo (900), irá agora ser descrito com referência para a Figura 18a e até para a Figura 18e. Na Figura 18a, o veiculo (900) é ilustrado em vista plana com seu conjunto de rodas dianteiro referenciado por (10al) e (10ar) para referenciar lateral esquerda e lateral direita do veiculo (900), respectivamente, seu conjunto mediano de rodas referenciado por (10bl) e (10br) para referenciar lateral esquerda e lateral direita do veiculo (900), respectivamente, e seu conjunto traseiro de rodas referenciado por (10cl) e (10cr) para referenciar lateral esquerda e lateral direita do veiculo (900), respectivamente. O veiculo (900) é fracionado na direção (x) em um ângulo não perpendicular em direção do anteriormente mencionado objeto (1100) colocado sobre a superfície de estrada.

[000112] No terceiro método de identificação de localizações de módulos (400) sobre o veiculo (900), o motorista (910) dá entrada para a unidade de controle eletrônico (ECU)(950) de que o veiculo (900) é para ser "calibrado"; por exemplo, o motorista (910) pressiona uma chave ou botão apropriado sobre o console (915) e também dá entrada de uma indicação de qual lateral do veiculo (900) irá primeiro contatar sobre o anteriormente referido objeto (1100), a saber tanto uma lateral de mão esquerda ou quanto uma lateral de mão direita do veiculo (900) . O motorista (910) então traciona o veiculo (900) sobre o objeto (1100) em um ângulo inclinado não ortogonal, por exemplo, em uma faixa de 50° até 85° em que 90° corresponde para o desenvolvimento ortogonal como mostrado na Figura 17, como representado progressivamente na Figura 18b e até na Figura 18d provocando sinais de aceleração vertical (Av) e/ou mudança momentânea em sinais de pressão (P) como representado na Figura 18e para serem recebidos pela unidade de controle eletrônico (ECU)(950). Na Figura 18e, o eixo geométrico de abscissa (1110) referencia movimentação progressiva do veiculo (900) na direção referenciada por (x) , e o eixo geométrico de ordenadas (1120) referencia mudança em aceleração vertical (Av) ou mudança em pressão (P) . Por conta de pulsos em sinais de módulos (400) associados com as rodas dianteiras sendo recebidos em uma sequência (10ar) seguida por (10al) juntamente com seus códigos de identificação (ID), a unidade de controle eletrônico (ECU) (950) tem por intermédio disso capacidade de associação automaticamente das rodas dianteiras (10ar, 10al) para seus correspondentes módulos (400) por intermédio de seus códigos de identificação (ID),também nada sobre qual lateral do veiculo (900) os módulos (400) são montados. Além do mais, por conta de pulsos em sinais de módulos (400) associados com as rodas medianas sendo recebidos a seguir em uma sequência (10br) seguida por (10bl) juntamente com seus códigos de identificação (ID), a unidade de controle eletrônico (ECU)(950) tem por intermédio disso capacidade de associação automaticamente das rodas medianas (10br, 10bl) para seus correspondentes módulos (400) por intermédio de seus códigos de identificação (ID),também nada sobre qual lateral do veiculo (900) os módulos (400) são montados. Adicionalmente, por conta de pulsos em sinais de módulos (400) associados com as rodas traseiras sendo recebidos por último em uma sequência (10cr) seguida por (lOcl) juntamente com seus códigos de identificação (ID),a unidade de controle eletrônico (ECU)(950) tem por intermédio disso capacidade de associação automaticamente das rodas traseiras (10cl, 10cl) para seus correspondentes módulos (400) por intermédio dos códigos de identificação (ID),também nada sobre qual lateral do veiculo (900) os módulos (400) são montados. Entretanto, o segundo método de "calibragem"do veiculo (900) não possibilita que a unidade de controle eletrônico (ECU)(950) venha a distinguir sobre qual lateral do veiculo (900) os módulos (400) são localizados. 0 terceiro método é um aperfeiçoamento sobre o segundo método de "calibragem"do veiculo (900), mas necessita de mais entradas a partir do motorista (910) com um risco de que o motorista (910) incorretamente venha a dar entrada para informação levando-se em consideração qual lateral do veiculo (900) contata em cima do objeto (1100) em primeiro lugar.

[000113] Como uma alternativa para empregar o objeto (1100) , o veiculo (900) pode simplesmente ser fracionado sobre um meio fio de estrada ou similar quando implementando o segundo método e o terceiro método de identificação de localizações de um ou mais módulos (400) sobre o veiculo (900), a saber "calibragem"do veiculo (900).

[000114] O segundo método e o terceiro método de "calibragem"do veiculo (900) são especialmente apropriados para identificação dos módulos (400) em todas as quatro localizações (Ll), (L2), (L3) e (L4) quando sinais a partir dos sensores de pressão (760) dos módulos (400) são empregados para proporcionar sinais como apresentado na Figura 17e e até na Figura 18e. Por conta dos módulos (400) montados na localização (L3) susceptíveis para provisão de sinais de aceleração como representado na Figura 10 com pulsos para cada giro (volta) de suas respectivas rodas (10) , o segundo método e o terceiro método não são otimizados para identificação das posições de módulos (400) montados na localização (L3) sobre a parede (230) do pneu (30) fundamentadas sobre mensurações de aceleração. São, entretanto, abordagens para acessar um tal problema como irá ser elucidado posteriormente. Entretanto, o segundo método e o terceiro método são certamente satisfatórios para os módulos (400) montados nas localizações (Ll) e (L2) fundamentados sobre mensurações de aceleração.

[000115] Os métodos, em concordância com a presente invenção, como apresentados anteriormente, de "calibragem" do veiculo (900) são susceptíveis de serem adicionalmente aperfeiçoados por adoção de um seguinte método de "calibragem" geral: (a) o motorista (910) ativa a unidade de controle eletrônico (ECU)(950) para enviar uma mensagem por modo sem fio para todas as suas rodas (10) e seus módulos associados (400) para identificar a si mesmas; uma tal mensagem é beneficamente, por exemplo, enviada pela unidade de controle eletrônico (ECU)(950) a cada vez que o veiculo (900) é ativado no caso em que rodas (10) do veiculo (900) tenham sido modificadas enquanto o veiculo (900) tenha estado estacionário em um estado desativado. Os módulos (400) respondem por declaração de suas existências e seus correspondentes códigos de identificação (ID). A unidade de controle eletrônico (ECU)(950) prossegue para armazenar uma lista ou registro similar dos códigos de identificação (ID)em sua memória de dados; (b) o motorista (910) então traciona o veiculo (900) através de uma superfície de estrada suave (uniforme) substancialmente desprovida de características topográficas; os módulos (400) montados na localização (L3), similar na localização (L4), sobre as rodas (10) irão determinar geração para sinais de aceleração de pulsação (Az) de uma maneira como representada na Figura 10, enquanto que os módulos (400) nas localizações (Ll) e (L2) irão essencialmente proporcionar sinais de aceleração não pulsantes, desconsiderando-se efeitos gravitacionais (g) . A unidade de controle eletrônico (ECU) (950) por intermédio disso identifica na lista ou registro dos códigos de identificação (ID)quais módulos (400) estão montados nas localizações (L3) ou (L4) sobre suas respectivas rodas (10) ; (c) o motorista (910) então executa um ou mais dos métodos em concordância com a presente invenção que claramente identificam onde os módulos (400) montados nas localizações (Ll) e (L2) sobre suas respectivas rodas (10) estão dispostos no veiculo (900); e (d) a unidade de controle eletrônico (ECU)(950) então monitora os sinais de pulso, de uma maneira como representada na Figura 10, a partir dos módulos (400) montados nas localizações (L3) ou (L4) sobre as rodas (10) e correlaciona o número de pulsos como representado na Figura 10 para um determinado periodo de tempo de deslocamento do veiculo (900) com um número de revoluções das rodas (10) como determinado pelos codificadores de sensor ABS (118) . Por conta de ligeira diferença mútua entre as rodas (10) , por exemplo, diâmetro externo efetivo, determinadas das rodas (10) irão ter executado mais voltas (giros) do que outras, possibilitando a correlação para determinar quais módulos (400) na localização (L3) correspondem para quais das rodas (10).

[000116] Etapas do método de "calibragem"geral anteriormente mencionado e o primeiro até o sexto método de "calibragem"do veiculo podem ser combinados em várias diferentes combinações para detecção mais confiável de onde os módulos (400) estão localizados sobre as rodas (10) . Tais métodos são susceptíveis para simplificação de operação do veiculo (900) e evitação de erro em comparação com o primeiro método de "calibragem"do veiculo (900) por ativação magnética.

3. APLICAÇÃO DE MONITORAMENTO DE RODA E DE PNEU CONFORME DEFINIDO PARA A PRESENTE INVENÇÃO PARA PROPÓSITOS DE MANUTENÇÃO DE VEÍCULO

[000117] Referindo-se para a Figura 19, uma situação operacional potencial encontrada por uma empresa simbolizada por (2000) operando uma frota dos veiculos (900) a partir de seu centro de controle (1000) com diversos centros de serviço (1010a, 1010b, 1010c) e coleções de rodas (10) em reserva nos centros (1010a, 1010b, 1010c) e/ou depósitos (2010a, 2010b) é a de que as rodas (10) montadas sobre os veiculos (900) e as rodas (10) em armazenamento nos centros de serviço (1010) e/ou nos depósitos (2010) potencialmente possuem configurações mutuamente diferentes de módulos (400) montados em cima das mesmas como representado por vários modelos sombreados transversais empregados na Figura 19. Além do mais, determinados dos módulos (400) podem também ser configurados com diferentes combinações de sensores; por exemplo, alguns módulos (400) irão incluir sensores de pressão (760) e sensores de temperatura (765), enquanto que outros módulos irão incluir acelerômetros (770) e sensores de temperatura (765), e ainda outros módulos irão incluir um complemento total de sensores de pressão (760), sensores de temperatura (765) e acelerômetros (770) . Os acelerômetros (770) são potencialmente acelerômetros de um, dois ou três eixos geométricos. Além do mais, como um aspecto de vigilância, a empresa (2000) pode ser desejosa para possuir determinadas configurações definidas de módulos (400) sobre rodas dianteiras (10a) de seus veiculos (900) e outras configurações definidas de módulos (400) sobre rodas traseiras (10b, 10c) de seus veiculos (900). Além do mais, uma configuração de módulos (400) sobre qualquer determinado veiculo (900) é potencialmente dinamicamente alterada na medida em que as rodas (10) são removidas a partir dos veiculos (900), e instaladas em cima dos veiculos (900) como parte de um agendamento de manutenção adotado pela empresa. Adicionalmente, determinados módulos (400) podem potencialmente ocasionalmente falhar devido para suas baterias (700) se tornando exaustas. Em vista de tal potencial diversidade, como representada por diferentes configurações para as rodas (10) na Figura 19, nenhum dos seis métodos anteriormente referidos de "calibragem"dos veiculos (900) irá ser otimizado em todas as circunstâncias. De maneira a solucionar uma tal situação complexa, os aparelhos anteriormente mencionados (600, 680, 690) são beneficamente implementados de uma maneira dinamicamente alterável em resposta para diferentes configurações de módulos (400) sendo disponíveis como determinado por um ou mais dos métodos anteriormente mencionados de "calibragem"dos veiculos (900), ou em resposta para funcionalidade declarada como comunicada a partir dos módulos (400) para a unidade de controle eletrônico (ECU)(950) .

[000118] Beneficamente, quando os módulos (400) respondem para a mensagem enviada anteriormente mencionada a partir da unidade de controle eletrônico (ECU)(950) para os módulos em um determinado veiculo (900) para identificar a si mesmos, por exemplo, na etapa (a) do método de "calibragem" geral, os módulos (400) respondem não somente por declaração de seus códigos de identificação (ID), mas também uma descrição de suas funcionalidades, a saber, uma indicação de suas configurações individuais de sensores incluídos nos mesmos, e opcionalmente suas capacidades para executar processamento de dado local nos mesmos. Por exemplo, determinados módulos (400) são operáveis para responder com seus códigos de identificação (ID)juntamente com informação de que cada um deles possui somente um sensor de pressão (760) e um sensor de temperatura (765), enquanto que outros módulos (400) são operáveis para responder com seus códigos de identificação (ID)juntamente com informação de que cada um deles possui somente um acelerômetro (770) de eixo geométrico (x) e de eixo geométrico (y) juntamente com um sensor de temperatura (765), e assim por diante para inclusão na lista ou registro anteriormente mencionados mantidos na unidade de controle eletrônico (ECU)(950). A unidade de controle eletrônico (ECU) (950) tem por intermédio disso capacidade para dinamicamente selecionar um método o mais adequado de "calibragem"do veiculo (900) e informar ao motorista (910) sobre o console (915) em concordância com isso. Pelo fato da unidade de controle eletrônico (ECU)(950) ser alertada da funcionalidade de suas rodas (10), ela tem capacidade para transportar tal informação para o centro de controle (1000) para utilização em direcionamento de agendamentos de manutenção para o veiculo (900), por exemplo, enviando o veiculo (900) para um centro de serviço (1010) que possui uma equivalente roda de substituição adequada (10).

[000119] A empresa (2000), consequentemente, beneficamente implementa em seus veiculos (900) um método de monitoramento de roda geral incluindo as etapas como se seguem: (a) estabelecimento de comunicação com um ou mais de seus veiculos (900); (b) recepção de informação em resposta a partir dos módulos de controle eletrônico (ECU)(950) dos um ou mais veiculos (900) levando-se em consideração configurações do módulo (400) sobre suas rodas (10) e operando estado (status) das uma ou mais rodas (10), por exemplo, se as rodas (10) desenvolveram desequilíbrios ou estão frouxas; (c) determinação para um ou mais dos veiculos (900) de se uma ou mais de suas rodas (10) estão em necessidade de manutenção ou substituição; (d) identificação de um ou mais centros de serviço (1010) possuindo uma ou mais rodas de substituição adequadas para os um ou mais veiculos (900) na etapa (c) tendo sido descobertas requerendo substituição, ou possuindo facilidades para desempenho de manutenção sobre os um ou mais veiculos (900) na etapa (c) tendo sido descobertos requerendo manutenção; e (e) direcionamento dos um ou mais veiculos (900) tendo sido descobertos requerer manutenção ou substituição de suas uma ou mais rodas (10) para um dos um ou mais centros de serviço (1010) para desempenho de manutenção ou substituição de roda (10) sobre os um ou mais veiculos (900) .

[000120] O método de monitoramento de roda geral descrito anteriormente é susceptível para ser implementado automaticamente por intermédio de supervisão fundamentada em computador a partir do centro de controle (1000) e/ou a partir de um ou mais dos centros de serviço (1010) . Quando implementando o método, os centros de serviço (1010) e/ou os depósitos (2020) são operáveis para comunicar seus inventários de rodas (10) de uma maneira dinâmica. Além do mais, o centro de controle (1010) é também operável para manter dinamicamente um registro de estado (status) operacional de seus veiculos (900) pelo menos se levando em consideração suas rodas (10) fornecidas com um ou mais módulos (400) conforme definidos para a presente invenção.

[000121] A adoção do método de monitoramento de roda geral é benéfica em que segurança e confiabilidade são aperfeiçoadas que potencialmente podem trazer benefícios premiumde segurança para a empresa (2000) , e bem como potencialmente reforço da qualidade de seus serviços para seus clientes.

4. AUTO-ALINHAMENTO DE MÓDULOS EMPREGÁVEIS PARA IMPLEMENTAÇÃO DA PRESENTE INVENÇÃO

[000122] Como irá ser evidenciado a partir do precedentemente descrito, o módulo (400) é empregado quando implementando a presente invenção em várias configurações. Quando o módulo (400) inclui o acelerômetro (770) como representado na Figura 14, o módulo (400) pode ser considerado como sendo uma forma de unidade de navegação inercial [inercial navigation unit - (INU)]. Além do mais, é elucidado precedentemente que sinais de processamento correspondendo para acelerações radial, tangencial e transversal, a saber, (Ay), (Ax) e (Az) como representado na Figura 9, e resolução das mesmas para fornecer a aceleração vertical (Av) como representado na Figura 11 e na Figura 13 foram descobertos serem altamente benéficos para derivação de uma indicação de desequilíbrio da roda (10) , um tipo de desequilíbrio da roda (10) , se ou não a roda (10) está oscilando fora do plano, se ou não a roda (10) está frouxa sobre seus prendedores, e bem como monitoramento de características de flexão das paredes (230) do pneu (30) . Entretanto, de uma maneira similar para unidades de navegação inercial (INUs) para dirigibilidade de veiculos tais como foguetes, helicópteros, aeronaves e assim por diante, é convencionalmente descoberto ser importante que as unidades de navegação inercial (INUs) sejam montadas em alinhamento angular preciso com vários eixos geométricos de referência destes veiculos. Entretanto, consecução de tal alinhamento angular preciso requer exatidão e precisão que é potencialmente consumidora de tempo e dispendiosa de conseguir. De uma maneira similar, conforme definida para a presente invenção, é altamente desejável que os um ou mais módulos (400) sejam montáveis para a roda (10), por exemplo, em uma ou mais das localizações (Ll) até (L4), sem um alto grau de precisão e exatidão de montagem sendo necessário. Por implementação da presente invenção tal que o módulo (400) pode ser montado de maneira que requer que sua orientação venha a ser precisamente assegurada, tempo e custos associados com fornecimento da roda com um ou mais dos módulos (400) podem ser reduzidos. Tal implementação da presente invenção irá agora ser elucidada com referência para, por exemplo, concretizações da presente invenção.

[000123] Para uma determinada roda (10) corretamente montada para seu eixo de rodas (110), é benéfico se referir para: (a) uma direção lateral como sendo o eixo ortogonal (z) paralelo para o eixo geométrico (B-B); (b) uma direção radial a partir do eixo geométrico (B-B), e por consequência, a partir do eixo de rodas (110), como sendo o eixo ortogonal (y); e (c) um eixo geométrico tangencial em uma determinada posição sobre a roda (10) como sendo o eixo ortogonal (x); como ilustrado na Figura 20.

[000124] O eixo ortogonal (z) e eixo ortogonal (y) são pertinentes nas localizações (Ll) até (L4) . O eixo ortogonal (x) é dependente de um raio (r) em que o ponto está a partir do eixo geométrico (B-B). A Figura 20 corresponde para a Figura 9 para o ângulo de inclinação (</>) sendo substancialmente zero. Como elucidado precedentemente, a aceleração (Az) é especialmente útil, como representado na Figura 10, para monitoramento de características de flexão do pneu (30) e bem como detecção de se ou não a roda (10) está em um ângulo de oscilação relativamente para seu eixo de rodas (110). Além do mais, a aceleração vertical (Av) resolvida a partir de componentes de aceleração (Ax) e (Ay) mensurados em um determinado módulo (400) é benéfica para monitoramento de desequilíbrio na roda (10) e também um tipo de desequilíbrio envolvido. Entretanto, como mostrado na Figura 20, o módulo (400) é potencialmente montado em uma posição angularmente desalinhada sobre a roda (10) tal que seus eixos ortogonais locais simbolizados por (x') , (y') , (z') não se alinham com eixos ortogonais verdadeiros (x) , (y) , (z) requeridos para geração de sinais de aceleração (Ax, Ay, Az) altamente úteis.

[000125] Acelerações ÔA/, Ay'Az') correspondem para mensurações de acelerações ao longo dos eixos ortogonais locais (x', y', z') , respectivamente. É conceptivel resolver as acelerações (Ax', AY', Az') levando-se em conta os eixos ortogonais verdadeiros (x, y, z) como proporcionados por um mapeamento de matriz como definido pela Equação 10 (Eq.10)

em que os ângulos (a) e ({3) são ângulos de resolução de mapeamento dos eixos ortogonais (x', y', z') em cima dos eixos ortogonais verdadeiros (x, y, z).

[000126] Uma condição especial aparece quando a roda (10) rotaciona em uma velocidade angular constante (a), por exemplo, como determinável pela unidade de controle eletrônico (ECU)(950) a partir do sinal gerado a partir de codificadores de sensor ABS (118), e o veiculo (900) está fracionando em linha reta à frente e não está virando (fazendo um giro), por exemplo, como determinado a partir de um sensor angular acoplado para o volante de direção no console (915) , e um plano da roda (10) é ortogonal para o eixo geométrico (B-B) e, portanto, para o eixo de rodas (110) em que: (a) a aceleração lateral (Az) é substancialmente zero como definido pela Equação 11 (Eq. 11); (b) a aceleração tangencial (Ax) é substancialmente zero quando integrada sobre uma mudança (2TI) completa no ângulo de rotação (0) da roda (10).

em que (0i) e (02) são limites de integração inferiores e superiores correspondendo para primeiro e segundo ângulos de rotação angular (0) da roda (10)

em que (y) é um ângulo de desvio e (n) é um número inteiro tal que (n) =1, 2, 3,... .

[000127] Valores adequados para os ângulos (a) e ()3) são susceptíveis de serem computados de uma maneira iterativa de maneira que a Equação 11 e a Equação 12 podem ser substancialmente conseguidas, ou pelo menos em uma condição minimizada levando-se em consideração os ângulos (a) e (P) que é susceptível de ser conseguida. Por exemplo, ruido de superfície de estrada espúrio presente nas acelerações (Az'r AY', Az') potencialmente requer uma condição minima a ser pesquisada na medida para se ter a melhor aproximação para satisfação da Equação 11 e da Equação 12.

[000128] Valores otimizados para os ângulos (a) e (P) podem tanto ser descobertos a partir de uma solução explicita para a Equação 10, a Equação 11 e a Equação 12, ou quanto iterativamente por re-computação para várias combinações dos ângulos (a) e (P) para uma amostra de sinais representativos das acelerações (Ax', Ay', Az') até que uma aproximação a mais próxima para a Equação 11 e para a Equação 12 venha a ser conseguida.

[000129] Computação dos ângulos (a) e (fl) é beneficamente desempenhada na unidade de controle eletrônico (ECU)(950) . Alternativamente, computação distribuída desempenhada no módulo (400) pode também ser empregada para computação dos ângulos (a) e (fl) . Uma vez que os ângulos (a) e ()3) tiverem sido computados para uma condição minimizada ou uma condição zero como determinada na Equação 11 e na Equação 12, aplicação destes ângulos (a) e (/3) conforme definidos para a Equação 10 para se obter as acelerações (Ax, Ay, Az) para monitoramento de operação da roda (10), por exemplo, como representado na Figura 11 e na Figura 13, é susceptível de ser implementada na unidade de controle eletrônico (ECU)(950) ou no módulo (400), ou distribuída entre tanto a unidade de controle eletrônico (ECU)(950) e quanto o processador de computador (710) do módulo (400) para espalhar (dispersar) carga computacional.

[000130] A Equação 10, a Equação 11 e a Equação 12 são um exemplo de acelerações de auto-resolução sensoriadas pelo acelerômetro (770) do módulo (400) para gerar correspondentes sinais de aceleração adequados para processamento como representado na Figura 11 e na Figura 13 com a descrição associada precedentemente. Embora auto- resolução para um acelerômetro de três eixos geométricos (770) seja descrita, tal auto-resolução aproximada pode ser também empregada quando o acelerômetro (770) é um acelerômetro de dois eixos geométricos, por exemplo, de uma forma simplificada. Auto-resolução é também susceptível para ser referenciada como auto-alinhamento.

[000131] Auto-resolução, por exemplo, como descrita na Equação 10, na Equação 11 e na Equação 12, é de beneficio em que os um ou mais módulos (400) montados em uma ou mais das localizações (Ll) até (L4) não necessitam ser montados em cima da roda (10) conforme definido para alinhamento angular altamente preciso, por intermédio disso simplificando montagem dos um ou mais módulos (400) para a roda (10) e potencialmente reduzindo montagem e custos de montagem.

[000132] Quando auto-resolução, conforme definida para a Equação 10, a Equação 11 e a Equação 12, é empregada no aparelho (600), um correspondente aparelho como indicado genericamente por (2200) na Figura 21 em que um determinador de auto-resolução é simbolizado por (2210). 0 aparelho (2200) inclui pelo menos um módulo (400) cujo acelerômetro (770) é operável para gerar os sinais de aceleração (Ax'f Ay', Az') que são primeiramente auto- resolvidos no determinador de auto-resolução (2210) para gerar correspondentes dados de aceleração resolvidos para as acelerações (Ax, Ay, Az) . As acelerações resolvidas (Ax, Ay, Az) são então adicionalmente resolvidas no determinador de resolução (620) levando-se em consideração o ângulo de rotação (0) da roda (10) como sensoriado pelo codificador de sensor ABS (118) para gerar correspondente dado de sinal de aceleração vertical (Av) e também dado de sinal de aceleração (Az) . Os dados de sinal de acelerações (Av, Az) são então submetidos para análise de harmônico no analisador de harmônicos (630) para gerar correspondentes séries de coeficientes de harmônicos [Qv(m)] e [Qz(m)]r respectivamente, em relação à frequência angular (a>) de rotação da roda (10). Os coeficientes de harmônicos [Qv(ia)] e [Qz (m)] são então opcionalmente submetidos para escalonamento de harmônico no escalonador (640) para gerar correspondentes coeficientes de harmônicos escalonados [y-r(m) .Qv(m) ] e [yz (m) . Qz (m) ] que são então submetidos para análise em termos de magnitude absoluta e magnitude relativa para determinar se ou não: (a) a roda (10) está desequilibrada; (b) um tipo de desequilíbrio presente na roda (10); (c) a roda (10) está oscilante em relação para o eixo de rodas (110) ; (d) a roda (10) está frouxa e balançando em torno sobre seus prendedores; (e) o pneu (30) possui defeitos em suas características de flexão, por exemplo, sua malha (210) se tornou danificada; (f) o pneu (30) está insuficientemente inflado; (g) o pneu (30) está excessivamente inflado; (h) o pneu (30) está oval ou possui uma ordem mais alta de distorção de lóbulo; (i) existe um desequilíbrio de massa na roda (10); (j) mancais de roda associados com o eixo de rodas (110) estão vibrando ou chocalhando de uma maneira inesperada indicativa de uma falha, ou potencialmente em desenvolvimento de falha; para menção de uns poucos tipos de alternativa de análise que são executáveis utilizando o aparelho (2200).

[000133] Quando escalamento de harmônico no escalonador (640) é opcionalmente não requerido, seus valores de escalonamento são beneficamente ajustados para um valor uniforme, por exemplo, valor de unidade [yv(m) = 1], [yz(ia) = 1], ou o escalonador (640) é simplesmente contornado (bypassed) . Além do mais, para o aparelho (2200), um ou mais módulos (400) podem ser opcionalmente montados em uma ou mais localizações (Ll) , (L2) e (L3) . 0 aparelho (2200) é susceptível de ser implementado em hardware, em software executável sobre hardware de computação, ou uma combinação de tal hardware ou software. Além do mais, o aparelho (2200) é susceptível de ser implementado substancialmente na unidade de controle eletrônico (ECU)(950), sobre o módulo (400), ou tanto sobre o módulo (400) e quanto sobre a unidade de controle eletrônico (ECU)(950) em combinação. 0 software é opcionalmente suprido como um ou mais produtos de software sobre um ou mais suportes de dados. Além do mais, o software é opcionalmente dinamicamente reconfigurável dependendo potencialmente de mudança de configurações de um ou mais módulos (400) incluídos sobre a roda (10).

[000134] O aparelho (2200) ilustrado na Figura 21 é susceptível de ser modificado de uma maneira parecida com o aparelho (690) ilustrado na Figura 13, a saber, concorrentemente ou alternadamente sendo operável para harmonicamente analisar um sinal amostrado representativo da pressão (P) no volume (120) do pneu (30).

[000135] O determinador de auto-resolução (2210) requer calibragem de maneira a determinar seus ângulos de correção (a)e (fd) como elucidado precedentemente. Tal calibração é beneficamente implementada como parte dos anteriormente referidos métodos de "calibragem"dos módulos (400), a saber, possibilitando a unidade de controle eletrônico (ECU)(950) para identificar quais dos módulos (400) com os quais é requerido se comunicar sobre o veiculo (900), em que os módulos (400) são montados em várias localizações sobre as rodas (10) do veiculo (900), com características de operação potencialmente mutuamente diferentes dos módulos (400); como elucidado precedentemente, uma situação potencialmente aparece em operação onde determinadas rodas (10) do veiculo (900) são proporcionadas com um mais compreensível conjunto de módulos (400) em comparação com outras rodas do veiculo (900), de uma maneira de mudança potencialmente temporariamente dinamicamente. Auto-resolução no determinador de auto-resolução (2210) possui um efeito levando-se em consideração o módulo (400) montado na localização (L3) para efetivamente ajustar o ângulo de desvio (fo) na Equação 6 (Eq. 6) para substancialmente um valor nulo, a saber, (^0) = 0, e por intermédio disso potencialmente simplificar processamento de sinal associado em operação para monitoramento de características de flexão do pneu (30)

5. APLICAÇÕES DA PRESENTE INVENÇÃO

[000136] Embora utilização da presente invenção em relação para veiculos comerciais pesados seja descrita precedentemente, irá ser apreciado que a presente invenção é também aplicável para outros tipos de veiculo, por exemplo, sobre rodas de aeronave, sobre rodas de automóveis, sobre rodas de motocicletas e de bicicletas, sobre equipamento de construção pesado, sobre as bobinas de turbinas de bobina de eletricidade para identificar potenciais problemas estruturais, e assim por diante.

[000137] Expressões tais como "possui", "é", "inclui", "compreende", "consiste de", "incorpora" são para serem construídas para incluir componentes ou itens adicionais que não são especificamente definidos; a saber, tais termos são para serem construídos de uma maneira não exclusiva. Além do mais, referência para o singular é também para ser construída para também incluir o plural. Adicionalmente, numerais e outros símbolos incluídos dentro de parênteses nas reivindicações de patente acompanhantes posteriormente não são para serem construídos para influenciar escopo de reivindicação de patente interpretado, mas meramente para auxiliar em compreensão da presente invenção quando estudando as reivindicações de patente subsequentemente.

6. MODIFICAÇÕES OTIMIZADAS PARA A PRESENTE INVENÇÃO

[000138] Modificações para concretizações da presente invenção descritas precedentemente são susceptíveis de serem implementadas sem se afastar a partir do escopo da presente invenção como definido pelas reivindicações de patente anexadas subsequentemente.

[000139] Por exemplo, utilização do codificador de sensor ABS (118) para sensoriamento de rotação das rodas (10) foi descrita precedentemente. Entretanto, adicionalmente ou alternativamente, uma mensuração da orientação angular (6) da roda (10) pode também ser computada, como elucidado precedentemente, sobre um fundamento da força gravitacional (g) atuando sobre o acelerômetro (770) do módulo (400) . A força gravitacional (g) é manifestada em operação nos componentes de aceleração (Ax, Ay) e é superposta sobre qualquer aceleração experimentada na roda (10) devido para a aceleração ou a desaceleração geral do veiculo (900). Levando-se em conta uma escala de tempo típica na qual flutuações cíclicas da força gravitacional (g) como observadas nos componentes de aceleração (Ax, Ay) sendo geralmente mais rápidas do que efeitos devidos para tal aceleração ou desaceleração geral, é conceptível filtrar ou compensar para tais componentes nos componentes de aceleração (Ax, Ay) como um peso do veículo (900) e então uma saída de força motriz a partir da máquina ou do motor (930) do veículo (900) pode ser estimada ou mensurada. Quando a orientação angular (0) da roda (10) é derivada a partir dos componentes de aceleração (Ax, Ay) , em adição para o ou como uma alternativa para o sensor de codificador ABS (118), tal derivação não pressupõe a utilização de auto-alinhamento anteriormente mencionado dos eixos ortogonais (x', y', z') do módulo (400) para os eixos verdadeiros (x, y, z) da roda (10) representativos de eixos laterais e tangenciais ortogonais, respectivamente, ver a Figura 9. Tal derivação da orientação angular (0) possibilita que a presente invenção venha a ser, por exemplo, aplicada para veículos que não são equipados com frenagem ABS ou parcialmente equipados com frenagem ABS sobre somente determinadas de suas rodas. Além do mais, tal derivação possibilita que a presente invenção venha a ser re-projetada em determinadas situações para veículos mais velhos que não são proporcionados com frenagem ABS.

[000140] Flexão da parede lateral (230) do pneu (30) é também susceptível de ser sensoriada por um primeiro módulo (400) montado na localização (L3) se movimentando levando-se em consideração um segundo módulo (400) montado na localização (L2) em proximidade espacial intima para o primeiro módulo (400). Em operação, flexão da parede lateral (230) provoca que uma distância espacial relativa entre o primeiro módulo (400) e segundo módulo (400) venha a variar correspondentemente.

[000141] Em uma primeira configuração da presente invenção, o primeiro módulo (400) é proporcionado com uma fonte de radiação, e o segundo módulo (400) é operável para monitorar a magnitude de uma porção da radiação recebida no mesmo e transportar um correspondente sinal em modo sem fio para a unidade de controle eletrônico (ECU)(950) . 0 sinal é representativo de uma mudança de separação espacial entre o primeiro módulo (400) e o segundo módulo (400) como uma função de suas rodas (10) rotacionando.

[000142] Em uma segunda configuração da presente invenção, o segundo módulo (400) é proporcionado com uma fonte de radiação, e o primeiro módulo (400) é operável para monitorar uma magnitude de uma porção da radiação recebida no mesmo e transportar um correspondente sinal em modo sem fio, por exemplo, utilizando a malha (210) do pneu (30) como uma antena de retalho sem fio, para a unidade de controle eletrônico (ECU)(950). 0 sinal é representativo de uma mudança de separação espacial entre o primeiro módulo (400) e o segundo módulo (400) como uma função de suas rodas (10) rotacionando.

[000143] A radiação pode ser pelo menos uma de: um campo magnético substancialmente constante gerado por um magneto permanente, um campo magnético alternado, radiação ultra-sônica, radiação sem fio, radiação de pulso óptico, radiação capacitiva eletrostaticamente acoplada para mencionar uns poucos exemplos. Radiação ultra-sônica é beneficamente gerada e recebida utilizando transdutores piezelétricos.

[000144] A presente invenção não deveria ser considerada como sendo limitada para as concretizações exemplificativas descritas anteriormente, e deverá ser observado por aqueles especializados no estado da técnica que um número de variações e de modificações é conceptivel dentro do escopo de proteção e conceito inventivo da presente invenção como estabelecidos pelas reivindicações de patente posteriormente.

Claims (12)

1. Método de identificação de localizações de um ou mais módulos (400) de um aparelho (600, 680, 690, 2200) incluido em um veiculo (900) para monitoramento de operação de pelo menos um conjunto de rodas dianteiro (10al, 10ar) e um conjunto de rodas traseiro (10cl, 10cr) do veiculo (900), referidos conjuntos de rodas incluindo uma roda esquerda e uma roda direita, referidos um ou mais módulos de sensor (400) operativamente montados para revolucionar com referidos conjuntos de rodas (10), referidos um ou mais módulos (400) sendo operativamente acoplados em comunicação com uma disposição de processamento (710, ECU950) de referido veiculo (900), referidos um ou mais módulos (400) sendo operáveis para sensoriar pelo menos um parâmetro fisico de referida roda (10) e para gerar pelo menos um correspondente sinal de sensor para referida disposição de processamento (950), referida disposição de processamento (710, ECU950) sendo operável para processar referido pelo menos um sinal de sensor para computar informação indicativa de operação de referidos conjuntos de roda (10); caracterizado pelo fato de que: referido método inclui as etapas de: (a) dispor pelo menos uma característica alongada (1100) para se estender em um ângulo inclinado não ortogonal relativamente para uma direção de deslocamento de referido veiculo (900) ; (b) direcionar referido veiculo (900) ao longo de referida característica alongada (1100) para provocar que referidos conjuntos de roda (10) , juntamente com seus associados um ou mais módulos (400) , venham a momentaneamente contatar em cima da característica alongada (1100) e comunicar referidos sinais incluindo componentes de sinal estimulados por contato de referidos conjuntos de roda (10) em cima de referida característica alongada (1100) para referida disposição de processamento (950), referidos sinais identificando um tempo no qual suas rodas (10) contatadas em cima da característica alongada (1100) e um ou mais códigos de identificação (ID) de referidos um ou mais módulos (400) montados em cima de referidos conjuntos de rodas (10); e (c) a partir de uma sequência temporal de referidos sinais recebidos na disposição de processamento (950), identificar localizações de referidos conjuntos de rodas (10) de referido veiculo (900) com o que o um ou mais módulos (400) são localizados, caracterizados em uma etapa adicional de identificação daqueles um ou mais módulos (400) montados para uma parede (230) ou em cima de um aro interior de um pneu (30) de referida pelo menos uma roda (10) por identificação de pulsos periódicos (500) em componentes de sinal de aceleração (Ay, Az) derivados a partir de referidos um ou mais módulos (400) correspondendo para rotação de referida pelo menos uma roda (10).
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que referido aparelho (1) inclui uma disposição de sensor (118) para sensoriamento de uma orientação angular (0) de referidos conjuntos de rodas (10) .
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que referidos sinais são indicativos de pelo menos um de: (e) um ou mais componentes de aceleração (Ax, Ay) sensoriados em referida pelo menos uma roda (10); e (f) uma pressão sensoriada em um pneu (30) de referidos conjuntos de rodas (10) .
4. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que referido veiculo (900) é tracionado em referido ângulo parcialmente transversal de maneira a resultar em sinais a partir de referidos um ou mais módulos (400) sendo temporariamente mutuamente diferentes entre correspondentes rodas de lateral esquerda e rodas de lateral direita (10) de referido veiculo (900), por intermédio disso possibilitando que referida disposição de processamento (950) venha a distinguir localizações de referidos um ou mais módulos (400) ao longo de referido veiculo (900) e distinguir se referidos um ou mais módulos (400) são localizados sobre uma lateral esquerda ou uma lateral direita de referido veiculo (900).
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que referido método é implementado repetidamente enquanto referido veiculo (900) está sendo tracionado em utilização normal.
6. Aparelho de monitoramento de roda (1) incluindo um ou mais módulos (400) para monitoramento de operação de pelo menos um conjunto de rodas dianteiro (10al, 10ar) e um conjunto de rodas traseiro (10cl, 10cr) do veiculo (900), referidos conjuntos de rodas incluindo uma roda esquerda e uma roda direita, referidos um ou mais módulos de sensor (400) operativamente montados para revolucionar com referidos conjuntos de rodas (10) , referidos um ou mais módulos (400) sendo operativamente acoplados em comunicação com uma disposição de processamento (710, ECU 950) de referido veiculo (900) , referidos um ou mais módulos (400) sendo operáveis para sensoriar pelo menos um parâmetro fisico de referida roda (10) e para gerar pelo menos um correspondente sinal de sensor para referida disposição de processamento (950), referida disposição de processamento (710, ECU950) sendo operável para processar referido pelo menos um sinal de sensor para computar informação indicativa de operação de referidos conjuntos de roda (10) ; caracterizado pelo fato de que: referida disposição de processamento (710, ECU950) é operável para receber sinais, incluindo componentes de sinal estimulados por contato de referidos conjuntos de rodas (10) em cima de uma característica alongada (1100) se estendendo em um ângulo inclinado não ortogonal relativamente para uma direção de deslocamento de referido veiculo (900) , referidos sinais identificando um tempo no qual suas rodas (10) contatadas em cima da característica alongada (1100) e um ou mais códigos de identificação (ID)de referidos um ou mais módulos (400) montados em cima de referidos conjuntos de rodas (10) ; em que referida disposição de processamento (950) é disposta para identificar localizações de referidos conjuntos de rodas (10) de um veiculo (900) com o que o um ou mais módulos (400) são localizados a partir de uma seqüência temporal de referidos sinais recebidos na disposição de processamento (950); e em que referida disposição de processamento (950) é disposta para identificar aqueles um ou mais módulos (400) montados para uma parede (230) ou em cima de um aro interior de um pneu (30) de referida pelo menos uma roda (10) por identificação de pulsos periódicos (500) em componentes de sinal de aceleração (ky, Az) derivados a partir de referidos um ou mais módulos (400) correspondendo para rotação de referida pelo menos uma roda (10) .
7. Veiculo (900) incluindo um aparelho de monitoramento de roda (1) conforme definido na reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que é operável para monitorar operação de pelo menos uma roda (10) de referido veiculo (900) pertencente a um método conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5.
8. Sistema incluindo um ou mais veiculos (900), em que cada veiculo (900) inclui um aparelho de monitoramento de roda (1) operável para executar um método conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que referido sistema compreende: (a) um centro de controle (1000) para coordenação de reparo ou manutenção de referidos um ou mais veiculos (900); (b) uma ou mais facilidades de serviço (1010) operáveis para desempenhar reparo ou reposição (substituição) sobre referidos um ou mais veiculos (900); em que referido sistema é operável para: (c) possibilitar que cada aparelho de monitoramento de roda (1) venha a monitorar operação de sua uma ou mais rodas associadas (10) e detectar quando um problema ou problema em potencial aparece com a/s mesma/s; (d) possibilitar que cada aparelho de monitoramento de roda (1) venha a comunicar referido problema ou problema em potencial para referido centro de controle (1000), para referido centro de controle (1000) para identificar uma ou mais facilidades de serviço (1010) que têm capacidade de solucionar referido problema ou problema em potencial; e (e) possibilitar que referido centro de controle (1000) venha a comunicar instruções para referidos um ou mais veiculos (900) cujo aparelho de monitoramento de roda (1) tenha detectado um problema ou problema em potencial para referidas uma ou mais facilidades de serviço identificadas (1010) para que referido problema ou problema em potencial venha a ser solucionado.
9. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que referido sistema em (e) anteriormente é operável para informar referidas uma ou mais facilidades de serviço identificadas (1010) adiantadamente à chegada de referidos um ou mais veiculos (900) para manutenção ou reparo, de maneira que referidas uma ou mais facilidades de serviço identificadas (1010) são proporcionadas com uma oportunidade para fazer preparação para chegada de referidos um ou mais veiculos (900) para manutenção ou reparo.
10. Sistema, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que referido centro de controle (1000) é operável para organizar referida manutenção ou reparo em referidas uma ou mais facilidades de serviço identificadas (1010) automaticamente sem que um ou mais motoristas (910) de referidos um ou mais veiculos (900) tenham necessidade de intervir.
11. Sistema, de acordo com a reivindicação 8 ou 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que referidos um ou mais veiculos (900) incluem aparelho de sensoriamento de posição global (1020) sobre os mesmos acoplados em comunicação com referido aparelho de monitoramento de roda (1) para possibilitar que referidos um ou mais veiculos (900) venham a comunicar suas posições para referido centro de controle (1000), de maneira que referido centro de controle (1000) é operável para identificar uma ou mais facilidades de serviço (1010) as mais adequadamente geograficamente dispostas para serviço de referidos um ou mais veiculos (900) .
12. Método de operação de um sistema incluindo um ou mais veiculos (900) , em que cada veiculo (900) inclui um aparelho de monitoramento de roda (600, 680, 690, 2200) operável para implementar um método conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que referido sistema compreende: (a) um centro de controle (1000) para coordenação de reparo ou manutenção de referidos um ou mais veiculos (900); (b) uma ou mais facilidades de serviço (1010) operáveis para desempenhar reparo ou reposição (substituição) sobre referidos um ou mais veiculos (900); em que referido método inclui as etapas de: (c) possibilitar que cada aparelho de monitoramento de roda (1) venha a monitorar operação de suas uma ou mais rodas associadas (10) e detectar quando um problema ou problema em potencial aparece com a/s mesma/s; (d) possibilitar que cada aparelho de monitoramento de roda (1) venha a comunicar referido problema ou problema em potencial para referido centro de controle (1000) , para referido centro de controle (1000) para identificar uma ou mais facilidades de serviço (1010) que têm capacidade de solucionar referido problema ou problema em potencial; e (e) possibilitar que referido centro de controle (1000) venha a comunicar instruções para referidos um ou mais veiculos (900) cujo aparelho de monitoramento de roda (1) tenha detectado um problema ou problema em potencial para referidas uma ou mais facilidades de serviço identificadas (1010) para que referido problema ou problema em potencial venha a ser solucionado.

Images