ES2231478T3 - Sistema, neumatico y metodo para determinar el comportamiento de un neumatico en movimiento. - Google Patents

Abstract

Sistema para la determinación continua de la interacción entre un neumático (1) y el suelo durante el movimiento de un vehículo a motor, incluyendo dicho sistema dicho neumático (1) y medios de procesamiento (8), comprendiendo dicho neumático (1) una carcasa (2), una banda de rodadura (3), telas de cintura (6), flancos (4), talones (5) y por lo menos un primer sensor (7; 307; 407; 507; 607; 707; 807) asociado para su funcionamiento con dichos medios de procesamiento (8), caracterizado por el hecho de que dicho primer sensor (7; 307; 407; 507; 607; 707; 807) comprende un elemento piezoeléctrico alargado (10; 12; 20; 210) cuya longitud es por lo menos dos veces mayor que su anchura y que se extiende a lo largo de una primera porción de dicho neumático (1) para suministrar una primera señal eléctrica que se genera por la rotación de dicho neumático (1) y se forma de manera cíclica en cada revolución del neumático (1), teniendo dicha primera señal eléctrica elementos distintivos debidos a las no uniformidades de dicho neumático (1) y dichos medios de procesamiento (8) siendo capaces de adquirir dicha primera señal eléctrica y detectar variaciones en dichos elementos distintivos de dicha primera señal eléctrica para determinar de manera continua la interacción entre dicho neumático (1) y el suelo durante dicho movimiento de dicho vehículo a motor.

Description

Sistema, neumático y método para determinar el comportamiento de un neumático en movimiento.

La presente invención se refiere a un sistema para la determinación continua de la interacción entre un neumático y el suelo durante el movimiento de un vehículo a motor.

Durante el movimiento de un vehículo a motor, el conocimiento de las condiciones operativas de un neumático hace posible determinar las acciones a tomar para controlar y regular el comportamiento del vehículo a motor. En particular, es útil conocer la condición de deslizamiento o ausencia de deslizamiento del neumático y la variación de la adhesión disponible respecto a una condición de referencia, para activar, por ejemplo, dispositivos para evitar el bloqueo de los frenos (dispositivos antideslizamiento o ABS), dispositivos para evitar el deslizamiento en aceleración, suspensión activa, etc.

Es una práctica conocida en el estado de la técnica usar sistemas diseñados para detectar la interacción entre un neumático que se mueve sobre una superficie de contacto dada y la propia superficie para extraer información sobre el comportamiento del neumático y/o sobre una condición particular de funcionamiento de un neumático, y más generalmente, sobre el comportamiento de un vehículo equipado con este neumático.

De estos sistemas, uno tipo comprende sistemas basados en el uso de sensores que suministran señales continuas que representan los valores de los parámetros particulares del neumático, tales como sensores de presión, de temperatura y de deformación localizada.

Este tipo incluye extensómetros, es decir sensores llamados calibradores de extensión, por ejemplo elementos prismáticos de un polímero piezoeléctrico o magnético insertados en la banda de rodadura del neumático para detectar deformaciones localizadas de la banda de rodadura en la huella.

La patente EP-B1-0 444 109 describe un procedimiento para controlar el movimiento de un vehículo a motor provisto de neumáticos que interactúan con el suelopara formar correspondientes huellas, que comprende las etapas de:

- monitorizar el comportamiento de las huellas y generar por lo menos una señal de huella correspondiente indicando el comportamiento de la huella, y

- usar por lo menos una señal de la huella para monitorizar el movimiento del vehículo a motor,

- detectar por lo menos una señal de control de la conducción generada por el conductor del vehículo a motor, y

- procesar por lo menos una señal de control de la conducción en dependencia de por lo menos una señal de la huella para controlar el movimiento del vehículo a motor.

Para detectar este comportamiento de las huellas, este procedimiento usa extensómetros piezoeléctricos incrustados en la banda de rodadura porque han de detectar las deformaciones en la huella. Esto provoca unos inconvenientes significativos en la construcción de este tipo de neumático y en la medición de las deformaciones.

Esto es porque los extensómetros piezoeléctricos están formados a partir de bandas de caucho piezoresistivas, y un caucho piezoeléctrico o piezoresistivo no es un elastómero, sino un material plástico, y por lo tanto provoca problemas de compatibilidad con el caucho de la banda de rodadura (debido a los diferentes módulos y a las diferentes capacidades de adhesión), así como problemas de sujeción.

El solicitante también ha observado que el procedimiento citado anteriormente detecta solamente las deformaciones de la banda de rodadura en la huella, de manera que todas las otras deformaciones que se producen en un neumático que se mueve se ignoran. Finalmente, el solicitante también ha observado que las deformaciones de la huella no se pueden correlacionar de una manera una a una con las deformaciones del neumático.

De una manera similar, la técnica anterior incluye sistemas diseñados para obtener información específica sobre el comportamiento y/o la condición del neumático, tal como para describir la situación conjunta del neumático completo, más que, como es típico de los sistemas de detección citados anteriormente, de una porción del neumático.

Por ejemplo, la patente US-5.913.240 se refiere a un dispositivo capaz de detectar la fuerza longitudinal que actúa sobre un neumático de vehículo provocada por la deformación de torsión del propio neumático, para controlar del deslizamiento del neumático debido a una aceleración positiva o negativa del vehículo. Según esta patente, la determinación de esta fuerza longitudinal también se puede usar para controlar la presión de hinchado del neumático. El dispositivo tiene una estructura de soporte solidaria con el calibrador de freno del vehículo y comprende por lo menos un par de sensores dispuestos radialmente en posiciones fijas, una en el exterior y otra en el interior, es decir, a una mayor y una menor distancia del eje de rotación de la rueda. En el lado encarado con el vehículo la rueda está provista de por lo menos un par de marcas de posición, una marca radialmente externa y una marca radialmente interna, a diferentes distancias desde el eje de rotación. El paso de estas marcas se detecta mediante dichos sensores que miden, en el periodo de tiempo que pasa entre su paso, la deformación de torsión del neumático, a partir de la cual, tal como se ha indicado, se puede calcular la fuerza longitudinal que actúa sobre el neumático. Las señales obtenidas mediante estos medios se envían a una unidad de procesamiento que advierte al conductor del vehículo si el neumático está en una condición de deslizamiento y, opcionalmente, también del estado de hinchado del neumático.

Un tipo diferente de sistema de detección comprende sistemas basados en el uso de sensores que suministran señales cíclicas discontinuas representativas de eventos particulares durante el desplazamiento del neumático, tales como, por ejemplo sensores que indican cuando entran y/o dejan la huella del neumático.

La patente EP-A1-0 887 211 describe un sistema de monitorización de neumáticos que comprende un sensor situado en el interior del neumático y que permite crear un pulso eléctrico cuando dicho sensor pasa a través de la huella formada por el contacto del neumático con el suelo durante la rodadura. El sistema de esta solicitud de patente también comprende medios para determinar la relación de dicho pulso eléctrico con la duración de una revolución del neumático y medios para transmitir dicha relación a una unidad de procesamiento en el vehículo.

En particular, el sensor es un indicador de deformación, por ejemplo extensómetro, posiblemente hecho a partir de material piezoeléctrico, situado en el interior del neumático de tal manera que dicho pulso eléctrico tiene un primer pico en el punto cuando el sensor entra en la huella y un segundo pico en el punto de salida de la huella. El sensor, por lo tanto, detecta el instante de entrada en la huella y el instante de salida de esta zona, y, según las enseñanzas de esta patente, se puede usar la relación entre el tiempo pasado entre los dos picos y el tiempo de una revolución completa del neumático para determinar el aplanamiento del neumático durante el movimiento del vehículo. Esto es porque, si la velocidad angular del neumático y su radio son conocidos, es posible medir la longitud de la huella. La longitud de la huella está relacionada, por lo tanto, con el aplanamiento del neumático, que es un parámetro crítico del neumático en funcionamiento, particularmente en neumáticos para vehículos de mercancías pesados.

Otro tipo de sistema de detección comprende sistemas basados en el uso de un sensor que suministra una señal cíclica y continua sobre el comportamiento de un único punto del neumático en movimiento. Este sensor es típicamente un acelerómetro.

Una pluralidad de dichos sensores están fijados a puntos separados individuales sobre el neumático, y los sistemas citados anteriormente están diseñados para calcular el comportamiento de un neumático y/o un vehículo a partir de la descripción del movimiento en espacio y tiempo de dichos puntos.

Cada uno de dichos sensores suministra una señal que es cíclica, en el sentido de que se repite a sí misma en cada revolución del neumático, es continua en el tiempo y es descriptiva del movimiento del único punto al cual está fijado el sensor.

Los datos adquiridos por el sistema citado anteriormente se reivindican como útiles para intervenir sobre los controles del motor del vehículo (ABS, suspensiones activas, etc.) y modificando su comportamiento, por ejemplo durante la frenada, la aceleración, el deslizamiento y similares.

La patente US-5.825.286 se refiere a un sistema y a un procedimiento para extraer datos relacionados con el vehículo que comprende las siguientes etapas:

- detectar los parámetros relacionados con el comportamiento del vehículo desde el interior de un neumático montado en la rueda del vehículo,

- digitalizar dichos datos en el interior del neumático y transmitirlos al neumáticos en intervalos predeterminados,

- acortar estos intervalos predeterminados si los parámetros cambian en un porcentaje predeterminado,

- recibir estos datos en un punto externo al neumático,

- comparar estos datos con valores predeterminados para cada uno de dichos parámetros,

- mostrar dichos datos, y

- activar una alarma cuando estos datos, para cada uno de dichos parámetros, supera un límite predeterminado.

Uno de los sensores para detectar dichos parámetros es un sensor de vibración que puede ser un elemento piezoeléctrico, de tipo no definido, que emite una señal de voltaje eléctrico al variar su impedancia (col. 12, líneas 26-29). Todos los sensores forman parte de un módulo instalado en cada rueda. El solicitante ha observado que el procedimiento citado anteriormente requiere, de una manera similar, la adquisición de información desde puntos separados del neumático.

El solicitante ha observado que los sistemas de la técnica anterior presentan limitaciones intrínsecas que no permiten la monitorización ideal de un evento relacionado con un vehículo en movimiento.

Para ir más en detalle, el solicitante ha establecido que aunque el sensor del primer tipo, que suministra una señal descriptiva de una deformación localizada de la banda de rodadura en la huella, suministra una seña continua, no permite extraer una información significativa sobre el estado de la tensión mecánica de todo el neumático. Específicamente, una comparación entre las señales suministradas en dos momentos sucesivos no proporciona por sí misma ninguna información útil sobre el estado de deformación de todo el neumático y del comportamiento del vehículo sobre la carretera.

El segundo tipo de sistema para detectar la interacción entre el neumático y la superficie de contacto se basa en un análisis de los movimientos de los puntos individuales del neumático.

El solicitante ha establecido que ni incluso estos sistemas de detección dan una representación global del estado de las tensiones mecánicas de todo el neumático. El solicitante, de hecho, ha observado que es importante conocer en todo momento el estado global de la tensión mecánica de todo el neumático para poder predecir la llegada (diagnóstico temprano) de eventos significativos (cambios en las condiciones de movimiento) respecto a la interacción neumático/carretera o respecto a la condición del neumático. Esta información es también importante para detectar cuándo dichos eventos y/o dicha condición del neumático alcanza los límites predeterminados.

Ahora se ha encontrado que el estado de interacción entre un neumático y el suelo se puede determinar con un sistema que comprende un sensor piezoeléctrico asociado con una pluralidad de puntos que forman parte de cualquier porción del neumático, tal como una circunferencia predeterminada del neumático.

Los puntos de dicha pluralidad son típicamente consecutivos.

También se ha encontrado que el sensor citado anteriormente hace posible monitorizar la uniformidad estructural del neumático.

En la presente descripción y en las reivindicaciones, el término "elementos distintivos" indica picos, ondas rectangulares, y similares.

Además, el término "elemento piezoeléctrico alargado" se usa para indicar un elemento piezoeléctrico cuya longitud es por lo menos 2 veces, preferiblemente por lo menos 3 veces, e incluso más preferiblemente por lo menos 5 veces mayor que su anchura o diámetro. Preferiblemente, la longitud de dicho "elemento piezoeléctrico alargado" es por lo menos de 30 mm, ya que de otro modo no sería suficientemente sensible a las variaciones de la deformación sufrida por cualquier porción del neumático durante su rotación.

Dicho "elemento piezoeléctrico alargado" se extiende ventajosamente en un arco de por lo menos 90º, preferiblemente 180º y todavía más preferiblemente 360º, de la circunferencia del neumático.

El término "continuo" se usa para indicar una señal emitida por un sensor continuamente en todo el ciclo de revolución del neumático incluso cuando el sensor no se extiende siempre alrededor del la circunferencia del neumático y cuando la porción del neumático a la que está fijado el sensor no está realmente en la huella. Dicha señal continua también es preferiblemente descriptiva del estado global de tensión del neumático, es decir, de la energía asociada con el mismo durante su movimiento a largo del tiempo.

El término "cíclico" se usa para indicar que cada elemento distintivo de la señal se produce en cada revolución del neumático. Su estructura (la forma de los picos particulares o de las ondas particulares, la amplitud de los picos particulares o de las ondas particulares, la distancia entre un pico particular y otro pico particular o entre una onda particular y otra onda particular, etc.) varía de ciclo a ciclo e incluso en el mismo ciclo en respuesta a los cambios en las tensiones mecánicas que actúan sobre el sensor. Estas tensiones mecánicas que actúan sobre el sensor pueden ser debidas por ejemplo a la interacción entre el neumático y el suelo, o a expansiones debidas a un cambio en la temperatura del propio neumático.

La longitud del sensor determina el grado de resolución de la señal emitida. Los datos preliminares de laboratorio indica que cuando la longitud del sensor es suficiente para expresar el estado de tensión del neumático completo, el valor de resolución de la señal emitida es del orden de 0,05 mV.

Esta invención se refiere a un sistema para la determinación continua de la interacción entre un neumático y el suelo durante el movimiento de un vehículo a motor, según la reivindicación 1.

En otras palabras, la invención se refiere a un sistema que incluye un neumático de vehículo y medios de procesamiento, estando asociado dicho neumático con un elemento piezoeléctrico alargado que se extiende a lo largo de por lo menos una primera porción de dicho neumático y es capaz de suministrar una primera señal continua que se genera mediante la rotación de dicho neumático y se forma de manera cíclica en cada revolución del neumático. Dicha primera señal tiene elementos distintivos y dichos medios de procesamiento son capaces de adquirir dicha primera señal y detectar las variaciones del intervalo de tiempo entre elementos distintivos predeterminados de dicha primera señal. Dichos medios de procesamiento también pueden evaluar la interacción entre dicho neumático y el suelo durante el movimiento de dicho vehículo.

Dicha interacción neumático/suelo es indicativa del comportamiento de un neumático en movimiento y del comportamiento en movimiento de un vehículo equipado con dicho neumático.

Preferiblemente, dicha primera señal se proporcional a las variaciones de la deformación sufrida por dicho primer sensor piezoeléctrico durante la rotación de dicho neumático.

Ventajosamente, dicho sistema también comprende por lo menos un segundo sensor piezoeléctrico asociado con dicho neumático, comprendiendo dicho segundo sensor piezoeléctrico un elemento piezoeléctrico alargado que se extiende a lo largo de por lo menos una segunda porción de dicho neumático y que es capaz de suministrar una segunda señal, generada por la rotación de dicho neumático, que se forma de manera cíclica en cada revolución del neumático, teniendo dicha segunda señal elementos distintivos y dichos medios de procesamiento siendo capaces de adquirir además dicha segunda señal y detectar las variaciones del intervalo de tiempo entre elementos distintivos predeterminados de dicha primera y dicha segunda señal.

Preferiblemente, dicha segunda señal es también proporcional a las variaciones de la deformación sufrida por dicho segundo sensor piezoeléctrico durante la rotación de dicho neumático.

Para expresarlo en otros términos, la señal generada por dicho sensor es indicativa de las variaciones en las tensiones mecánicas experimentadas por un neumático durante el movimiento de un vehículo equipado con dicho
neumático.

Una variación en las tensiones mecánicas generadas por una interacción neumático/suelo se revela mediante la variación en dicha señal, que suministra así información respecto a al comportamiento de un neumático en movimiento y respecto al comportamiento en movimiento de un vehículo equipado con dicho neumático.

Dado que dicho neumático está montado sobre una llanta de una rueda de un vehículo, dicha señal también incluye información surgida de la masa de la llanta y de la distribución relativa de dicha masa, y la señal generada de manera continua es, por lo tanto, representativa del movimiento de toda la rueda.

La presente invención está basada en la lectura y la interpretación de las variaciones en los elementos distintivos de la señal y, en particular, dependiendo del tipo de detección requerida, tiene en cuenta los valores absolutos de dichos elementos distintivos o variaciones en la distancia o frecuencia entre los elementos distintivos o una combinación de dichas cantidades.

Se ha encontrado experimentalmente que dichas variaciones dependen principalmente de la interacción neumático/suelo y no se ven afectadas de manera significativa mediante los elementos de la señal debido a la llanta.

En una primera variante, dicho primer sensor piezoeléctrico se aplica a lo largo de por lo menos una porción de una circunferencia predeterminada de dicho neumático. Preferiblemente, se aplica a lo largo de por lo menos una porción de la circunferencia ecuatorial de dicho neumático e, incluso más preferiblemente, a lo largo de toda una circunferencia predeterminada de dicho neumático. Dicho sensor piezoeléctrico también puede fijarse en puntos separados de manera adecuada de una circunferencia del neumático.

En una segunda variante, dicho primer sensor piezoeléctrico se aplica a lo largo de una porción de un perfil meridiano (colocado en el plano de una sección transversal) de dicho neumático. Preferiblemente, se aplica a lo largo de una porción central de dicho perfil meridiano, que se extiende a ambos lados del plano ecuatorial.

Ventajosamente, dicho primer sensor piezoeléctrico se aplica a una superficie interna de dicha carcasa.

Alternativamente, dicho primer sensor piezoeléctrico está incrustado en dicha carcasa, en dichas telas de cintura, en dicha banda de rodadura o en un talón.

En otra realización preferida, dicho primer sensor está colocado, por lo menos parcialmente, en contacto con un neumático y con una llanta de una rueda de un vehículo sobre la que esta montado dicho neumático.

Todavía más preferiblemente, dicho sensor está alojado, por lo menos parcialmente, entre un asiento de talón de la llanta de la rueda del vehículo y un talón de un neumático montado sobre dicha llanta.

Ventajosamente, dicho neumático comprende un segundo sensor piezoeléctrico que comprende un elemento piezoeléctrico alargado que se extiende a lo largo de por lo menos una segunda porción de dicho neumático y que es capaz de suministrar una segunda señal que se genera mediante la rotación de dicho neumático y se forma cíclicamente en cada revolución del neumático, teniendo dicha segunda señal elementos distintivos y variaciones del intervalo de tiempo entre elementos distintivos predeterminados de dicha segunda señal que son indicativos de las variaciones de la velocidad angular de dicho neumático.

Preferiblemente, dicha segunda señal es también proporcional a las variaciones de la deformación sufrida por dicho segundo sensor piezoeléctrico durante la rotación de dicho neumático.

Ventajosamente, dicho segundo sensor piezoeléctrico se aplica a largo de una circunferencia que forma parte de dicho talón o a lo largo de una porción de talón de un perfil meridiano de dicho neumático.

Como es conocido, la piezoelectricidad es la diferencia de potencial que se desarrolla entre dos caras de ciertos cristales cuando se somete a tensión mecánica. Este fenómeno se conoce como el efecto piezoeléctrico directo. El efecto piezoeléctrico inverso también se conoce y consiste en las deformaciones mecánicas que se producen en los cristales, que presentan el efecto piezoeléctrico directo, bajo la influencia de una diferencia de potencial.

En las últimas décadas también se han preparado y estudiado materiales termoplásticos (polímeros piezoeléctricos) que son capaces de desarrollar de manera inversa diferencias de potencial cuando se tensan mecánicamente.

Preferiblemente, dicho sensor piezoeléctrico consiste en un cable piezoeléctrico coaxial, un cable piezoeléctrico bipolar o una banda piezoeléctrica que comprende un elemento piezoeléctrico alargado, por ejemplo uno que consiste en un polímero piezoeléctrico.

En una variante, dicho sensor piezoeléctrico comprende un cable que consiste en porciones piezoeléctricas y no piezoeléctricas y porciones eléctricamente conductoras, conectadas eléctricamente. Preferiblemente, siguen entre sí en una secuencia alterna.

En particular, dichas porciones piezoeléctricas y dichas porciones conductoras no piezoeléctricas siguen entre sí en una configuración en zigzag (o sinuosa), o están alineadas.

El sistema según la presente invención hace posible obtener una información precisa en el tiempo correcto sobre las variaciones que se producen en las condiciones operativas del neumático, por ejemplo en cualquier situación de deslizamiento y, en consecuencia, sobre la variación de la adhesión disponible.

Cuando esta información está disponible, es entonces posible realizar rápidamente acciones para regular y optimizar el comportamiento del vehículo en movimiento en una trayectoria recta y/o en una trayectoria curva.

Más particularmente, el sensor piezoeléctrico según la invención se puede asociar para su funcionamiento, mediante un transmisor, con una unidad de control que adquiere y guarda las señales emitidas por dicho sensor, detecta las variaciones del intervalo de tiempo entre elementos distintos predeterminados de dichas señales indicativos de las variaciones de la velocidad angular de dicho neumático y en consecuencia del derrape, y las procesa para suministrar señales de salida indicativas de las variaciones del estado de interacción entre el neumático y el suelo (carretera) durante el movimiento del vehículo a motor y para controlar los dispositivos de regulación (por ejemplo, los frenos, el acelerador, el diferencial y la suspensión) diseñados para controlar el comportamiento del vehículo a motor.

Dichas señales de salida, que son indicativas de las variaciones en el estado de interacción entre el neumático y el suelo (carretera) durante el movimiento del vehículo a motor, también pueden, o solamente, enviarse, por lo menos parcialmente, a medios capaces de emitir una señal visual y/o acústica indicativa del comportamiento del vehículo a motor.

Los técnicos en la materia podrán decidir cómo convertir y transmitir la señal generada por el sensor sobre la base de parámetros bien conocidos.

En el transcurso de las pruebas preliminares realizadas por los inventores se encontró que un procedimiento preferido de transmitir la señal es usar una onda transportadora de frecuencia constante que es de frecuencia modulada.

En mayor detalle, una antena de transmisión, conectada a un transmisor sobre la rueda emite esta onda, generando alrededor de sí misma un campo electromagnético de intensidad constante, que es contingente bajo la amplitud de la onda portadora, y de frecuencia variable según la modulación de frecuencia de dicha onda portadora. La intensidad de dicho campo depende de la potencia del transmisor y de las características de la antena.

Un receptor montado en el cuerpo del vehículo es capaz de decodificar la señal recibida separando la intensidad del campo magnético de su frecuencia. La variación de frecuencia suministra la información sobre el comportamiento del neumático en movimiento. Esta modulación de frecuencia es independiente de la intensidad del campo magnético que, sin embargo, determina la distancia máxima posible a la que la señal se puede transmitir y su pureza: si el campo magnético es demasiado débil respecto a la distancia del receptor, la recepción será confusa y distorsionada o incluso puede ser imposible recibir la señal. Debe indicarse que el caso de un vehículo en el que el receptor está en una posición fija y que el transmisor esté montado sobre la rueda, la intensidad del campo detectado por el receptor también variará por sí mismo con la distancia entre el transmisor y el receptor: en particular, el valor de esta intensidad varía de manera sinusoidal y se ajusta preferiblemente dentro de un rango de valores de entre 1,6 y 2,2 V para una recepción de señal fiable. Esta onda sinusoidal alcanza su máximo cuando la revolución de la rueda lleva el transmisor a la distancia más corta del receptor y alcanza su mínimo cuando el transmisor está a su mayor distancia del receptor. La repetición cíclica de un punto predeterminado en dicho sinusoide, preferiblemente pero no necesariamente el máximo, puede usarse ventajosamente como un disparador.

Un transmisor usualmente también incluye un generador de potencia para hacerlo funcionar.

El receptor recibe la señal transmitida por el transmisor en forma y mediante medios elegidos, sobre la base del conocimiento del técnico en la materia, para el uso deseado. En una realización preferida del dispositivo de detección de dicho equipo, esta señal se usa, tal como se ha descrito anteriormente, para el propósito adicional de proporcionar un efecto de disparo en cada revolución de la rueda para detectar la velocidad de rodadura de la rueda y calcular cualquier cambio en la misma.

La unidad de procesamiento se puede colocar en el interior del vehículo o en su exterior.

Como es conocido por los técnicos en la materia, las no uniformidades estructurales de un neumático pueden depender de las características constructivas tales como, por ejemplo, la presencia y posición de las uniones y de la dirección de la tela; o de imperfecciones de fabricación tales como, por ejemplo, una distribución irregular de las masas y la excentricidad del neumático; o del desgaste.

Se explicarán ahora características y ventajas de la invención con referencia a una serie de realizaciones mostradas en los ejemplos, sin intención restrictiva, en las figuras adjuntas, en las que:

La figura 1 muestra una primera realización del sistema según la invención para la determinación continua de la interacción entre un neumático y el suelo; el neumático se muestra en perspectiva y cortado por la mitad a lo largo de un plano ecuatorial;

La figura 2 es una vista en sección transversal del neumático de la figura 1;

La figura 3 es una vista en perspectiva parcial, a una escala ampliada, de un sensor piezoeléctrico asociado con el neumático de la figura 1;

Las figuras 4, 5 y 6 son gráficos que muestran una señal emitida por el sensor piezoeléctrico asociado con el neumático de la figura 1;

La figura 7 muestra una segunda realización del sistema según la invención para la determinación continua de la interacción entre un neumático y el suelo;

La figura 8 s una vista en sección transversal del neumático de la figura 7;

Las figuras 9 y 10 son gráficos que muestran las señales emitidas por los sensores piezoeléctricos asociados con el neumático de la figura 7;

La figura 11 es una vista en sección transversal de un neumático que está asociado con un sensor piezoeléctrico que es una variante del de las figuras 1 y 2;

La figura 12 es una vista en sección transversal de un neumático que está asociado con sensores piezoeléctricos que son variantes de los de las figuras 7 y 8;

Las figuras 13 y 14 son gráficos que muestran las señales emitidas por los sensores piezoeléctricos asociados con el neumático de la figura 12;

La figura 15 muestra un neumático que está asociado con un sensor piezoeléctrico que es una variante de los de las figuras anteriores;

La figura 16 muestra un neumático que está asociado con un sensor piezoeléctrico que es una variante del de la figura 15;

La figura 17 es una vista en sección longitudinal de una realización del sensor piezoeléctrico de la figura 16;

La figura 18 es una vista en sección a lo largo del plano XVIII-XVIII de la figura 17;

La figura 19 muestra una variante del sistema según la invención para la determinación continua de la interacción entre un neumático y el suelo;

La figura 20 es una vista en sección transversal, a una escala mayor, del neumático de la figura 19;

La figura 21 muestra una variante del neumático de la figura 19;

La figura 22 muestra otra variante del neumático de la figura 19;

La figura 23 es una vista en sección transversal del neumático de la figura 22;

La figura 24 muestra un transmisor instalado en el neumático de la figura 19;

Las figuras 25 y 26 son gráficos que muestran las señales emitidas por un sensor instalado en el neumático de la figura 19;

Las figuras 27 a 31 muestran gráficos que representan una señal emitida por un sensor piezoeléctrico instalado en un neumático, representado la señal un evento específico;

La figura 32 muestra el espectro de frecuencias extraído de la señal de la figura 28 después del procesamiento mediante el procedimiento de transformación de Fourier;

Las figuras 33 y 34 muestran, a lo largo del tiempo, el índice asociado con el confort del vehículo, instantáneo en el primer caso y progresivo en el segundo;

La figura 35 muestra el índice de confort y los procesos sucesivos realizados sobre el mismo para obtener lo mismo en dos condiciones diferentes de funcionamiento de un neumático;

Las figuras 36 y 37 muestran el cálculo del índice de transferencia de carga en dos casos separados.

Las figuras 1 y 2 muestran un neumático 1 para un vehículo a motor, que comprende una carcasa 2, una banda de rodadura 3, telas de cintura (paquete de cintura) 6, flancos 4 y talones 5. El neumático 1 está aplicado a una llanta 15. La carcasa 2 tiene una superficie interna 9 que se puede cubrir mediante una capa de recubrimiento (revestimiento). El neumático 1 está asociado, según la invención, con un elemento piezoeléctrico alargado 7 formado por un cable piezoeléctrico 10. El cable piezoeléctrico 10 se aplica a la superficie interna 9 de la carcasa 2 y se extiende longitudinalmente (en la dirección X, ortogonal al plano YZ), en la dirección de avance del vehículo a motor, a lo largo de toda la circunferencia ecuatorial de la superficie interna de la carcasa. Resultados del mismo tipo se obtienen cuando el cable piezoeléctrico 10 se extiende solamente a lo largo de una porción de la circunferencia ecuatorial (un arco de la circunferencia).

En términos más generales, el sensor piezoeléctrico incluye un elemento piezoeléctrico alargado que define una primera superficie y una segunda superficie, cada una de estas superficies estando en contacto eléctrico con un conductor.

El elemento piezoeléctrico es preferiblemente de forma tubular con una superficie interna y una superficie externa. El conducto eléctrico en contacto con la superficie externa de dicho elemento piezoeléctrico alargado es preferiblemente un casquillo de material eléctricamente conductor colocado alrededor de dicha superficie.

El conductor eléctrico en contacto con la superficie interior de este elemento piezoeléctrico alargado es preferiblemente en forma de un alambre o cuerda de alambres de un material conductor. En una forma alternativa, toma la forma de un casquillo enrollado alrededor de un soporte no conductor.

Tal como se muestra en la figura 3, el cable piezoeléctrico 10 comprende un núcleo central 11, hecho de material eléctricamente conductor, una capa de aislamiento 12 y una envoltura de malla 13, también hecha a partir de material eléctricamente conductor. El núcleo 11 está formado, por ejemplo, a partir de una cuerda de alambres de acero estañado, mientras que la envoltura 13 está hecha de cobre. La capa de aislamiento 12 está interpuesta entre el núcleo 11 y la envoltura 13, y está formada a partir de un polímero piezoeléctrico tal como fluoruro de polivinilideno (PVDF). Una cubierta externa y una funda de protección 14, hechas a partir de material elastoplástico, por ejemplo politeno o caucho butil halógeno, se aplican a la envoltura 13. El cable piezoeléctrico 10 tiene, por ejemplo, un diámetro de 3 mm aproximadamente.

Cuando el cable está incrustado en el neumático, por ejemplo en la carcasa 2, en las telas de cintura 6, en la banda de rodadura 3 o en el talón 4, se prefiere usar un cable piezoeléctrico 10 sin la funda externa 14 para evitar problemas de incompatibilidad entre el material de esta funda externa 14 y los materiales de los cuales está hecho el neumático.

El solicitante ha encontrado que esta solución se puede adoptar ventajosamente incluso cuando el cable está colocado sobre una porción de superficie interna o externa del neumático.

En el neumático 1, el cable piezoeléctrico 10 está aplicado a la superficie interna 9 de la carcasa 2. Sin embargo, se conseguirán resultados similares incrustando el cable piezoeléctrico 10 en la carcasa 2, donde puede reemplazar una cuerda de la tela de carcasa 2; en la cintura 6, donde puede reemplazar una cuerda de una tela de cintura; en la banda de rodadura 3; o en un talón 5. Además, el cable piezoeléctrico 10 se puede aplicar en una ranura circunferencial de la banda de rodadura 3, preferiblemente en el fondo de un canal, o en un flanco 4.

Cuando el sensor piezoeléctrico 7 formado por el cable piezoeléctrico 10 está sometido a deformación, genera cargas eléctricas que producen una diferencia de potencial que es proporcional, preferiblemente de una manera lineal, con la variación de la deformación sufrida.

En un tipo diferente de cable, la diferencia de potencial generada puede variar de una manera no lineal al variar la deformación del sensor piezoeléctrico.

Como es conocido, las cargas eléctricas se generan siempre que el cable piezoeléctrico se somete a tensión mecánica, en particular a una variación en el estado de su tensión mecánica habitual, tal como, por ejemplo, cuando está bajo presiones que varían de manera alterna o flexiones repetidas.

Durante el movimiento del vehículo, el sensor piezoeléctrico 7 sufre deformaciones que producen señales eléctricas tales como las mostradas en las figuras 4-6, 9-10, 13, 14 y 19, 20. Dichas señales se caracterizan por elementos distintivos que consisten en picos, ondas rectangulares y similares.

El solicitante ha encontrado que estos elementos distintivos se generan mediante la interacción con la carretera de las no uniformidades en el neumático (por ejemplo, los bloques de la banda de rodadura, las uniones entre los tejidos unidos en la estructura de la carcasa del neumático, una distribución desigual de las masas, etc.) que, localizándose alrededor de la circunferencia del neumático, provocan variaciones cíclicas en el estado de la tensión mecánica del neumático al girar. Las variaciones cíclicas están relacionadas con el movimiento (velocidad de rotación y deslizamientos) de la rueda.

En una realización alternativa de la invención, se aplica de manera deliberada una no uniformidad de un neumático para generar un elemento distintivo particular en la señal emitida por un sensor.

En particular, el propio sensor puede ser la no uniformidad que genera dicho elemento distintivo.

Para ponerlo de otra manera, el solicitante ha encontrado que estas no uniformidades influencian en la forma de la onda (amplitud de picos y/o intervalo entre picos) de la señal emitida durante la rotación del neumático. Esta forma de la onda, en ausencia de eventos que tienden a perturbar la rotación del neumático a una velocidad constante, se repite de una manera virtualmente idéntica por sí mismo en cada revolución de la rueda.

De esta manera, es extremadamente simple asegurar experimentalmente el impacto que cada evento, estudiado por sí mismo, produce sobre dicha forma de la onda. Cambiando a situaciones cada vez más complejas caracterizadas por la presencia simultánea de múltiples eventos, no es menos fácil reconocer la presencia de cada evento individual. Estas situaciones complejas se pueden reproducir experimentalmente empezando con una rueda que se deja girar libremente en el banco y moviéndose progresivamente con la misma rotación de la rueda sobre una rueda de carretera (un dispositivo de laboratorio que es bien conocido por sí mismo) que es lisa, rugosa, tiene obstáculos, y ángulos de peralte y de deriva seleccionados adecuadamente, llevando finalmente a una rueda montada en un vehículo.

La base para esto es que cada evento constituye una perturbación que modifica dicha forma de la onda. Si la perturbación producida en cada evento, incluso en situaciones complejas, es conocida, es posible reconocer cada evento individual comparando la forma de la onda de una señal individual, en un instante preciso, con la forma de la onda correspondiente (guardada en memoria) de dicha señal en otro momento, por ejemplo en un ciclo anterior de rotación.

La presente invención, por lo tanto, interpretar satisfactoriamente las situaciones complejas sobre la base de conocer todas las situaciones elementales de las que está compuesta. Para este fin, según la invención, es suficiente usar un tipo único de sensor y analizar una única señal. Por el contrario, los procedimientos de la técnica anterior, que estudian situaciones complejas caracterizadas por la presencia simultánea de múltiples eventos, empiezan con dichas situaciones complejas e intentan sacar las situaciones elementales de las que están formadas analizando una pluralidad de señales, cada una generada por un tipo diferente de sensor específico para cada evento que se desea monitorizar (es decir, cada situación elemental).

Las señales eléctricas, proporcionales a las variaciones de la formación, que son emitidas por el sensor piezoeléctrico 7 se convierten, mediante un transmisor (no representado), en señales analógicas o digitales que se pueden transmitir a distancia, en forma de señales de radio, por ejemplo.

El sensor piezoeléctrico 7 está asociado para su funcionamiento, mediante el transmisor citado anteriormente, con una unidad de control 8 (figura 1) que adquiere y guarda las señales emitidas por el sensor 7 y detecta las variaciones del intervalo de tiempo entre los elementos distintivos predeterminados de dichas señales, indicando las variaciones de la velocidad angular de dicho neumático 1, y por lo tanto del arrastre. La unidad de control las procesa y suministra señales de salida indicativas de las variaciones del estado de interacción (deslizamiento) entre el neumático 1 y el suelo (carretera) durante el movimiento del vehículo a motor. Las señales de salida se usan para accionar dispositivos de regulación diseñados para el control del comportamiento del vehículo, tales como los frenos, el acelerador, el diferencial y la suspensión.

Ejemplos de señales emitidas por el sensor piezoeléctrico 7 se muestran en los gráficos de las figuras 4, 5 y 6 para un neumático del tamaño 195/65 R15, con una llanta 6J, a una presión de hinchado de 2,2 bar, sometido a una carga vertical de 350 kg, a una velocidad constante a lo largo de una trayectoria recta.

El gráfico en la figura 4 muestra la variación de la amplitud (milivoltios) de la señal a emitida por el cable piezoeléctrico a lo largo de un periodo de tiempo (segundos) en cada ciclo de revolución del neumático, en movimiento recto, sobre una carretera lisa, a una velocidad constante de 20 km/h.

El gráfico en la figura 5 muestra la variación de la amplitud (milivoltios) de la señal b emitida por el cable piezoeléctrico a lo largo de un periodo de tiempo (segundos) en cada ciclo de revolución del neumático, en movimiento recto, sobre una carretera lisa, a una velocidad constante de 80 km/h.

El gráfico en la figura 6 muestra la señal a comparada con la señal b.

Esta comparación muestra que es posible, a cualquier velocidad de rotación, para distinguir picos muy precisos (elementos distintivos) en cada revolución del neumático que se puede considerar equivalente a los emitidos por los dientes de una rueda fónica. Cuando el neumático gira a una velocidad constante, estos picos están en intervalos fijos, mientras que al frenar dichos picos tienden a separarse y la variaciones en el intervalo de tiempo entre dichos picos son indicativas de las variaciones de la velocidad angular del neumático y, por lo tanto, del correspondiente arrastre.

Las figuras 7 y 8 muestran una variante del sistema según la invención, en el que el neumático 1 está asociado con el sensor piezoeléctrico 7 y un sensor piezoeléctrico 107. El sensor piezoeléctrico 107 está formado por un cable piezoeléctrico 10 (figura 3) aplicado a la superficie interna 9 cerca del talón 5 del neumático 1. El cable piezoeléctrico 10 se extiende a lo largo de toda la circunferencia del talón identificado por la intersección del talón con un plano paralelo al plano ecuatorial del neumático. Resultados del mismo tipo se pueden conseguir cuando el sensor 107 se aplica a lo largo de solamente una porción de dicha circunferencia o están incrustado en un talón 5.

Ejemplos de señales emitidas por los sensores piezoeléctricos 7 y 107 se muestran en los gráficos en la figuras 9 y 10 para un neumático de tamaño 195/65 R15, con una presión de hinchado de 2,2 bar, sometido a una carga vertical de 280 kg, en movimiento recto, a una velocidad constante de 80 km/h.

El gráfico en la figura 9 muestra la variación de la amplitud (milivoltios) de las señales c y d emitidas, respectivamente, mediante el sensor piezoeléctrico 7 y mediante el sensor piezoeléctrico 107 a lo largo de un periodo de tiempo (segundos) en cada ciclo de revolución del neumático, en ausencia de torsión (rotación a velocidad constante). Las señales c y d son sincrónicas. La figura 9 muestra los elementos distintivos (picos homogéneos) PP1 y PP2 de la señal c y de la señal d respectivamente.

Los picos homogéneos se refieren a la misma "no uniformidad" del neumático, que consiste en una distribución de la masa no uniforme, tal como los pasos individuales del diseño de la banda de rodadura o los medios de fijación del cable piezoeléctrico al neumático.

En cada revolución del neumático, se mide el intervalo de tiempo entre los picos homogéneos PP1 y PP2. Este intervalo indica el desplazamiento de fase entre la señal generada por la "no uniformidad" en el sensor piezoeléctrico 7 y el generado en el sensor piezoeléctrico 107. Las variaciones del desplazamiento de fase entre picos homogéneos en cada revolución del neumático miden el arrastre al cual están sometidas las telas de cintura 6 respecto a los talones 5, y, en consecuencia, respecto al cubo 15 sobre el que está instalado el neumático 1.

En el caso de la figura 9, el desplazamiento de fase entre los picos PP1 y PP2 medidos a velocidad constante forma el término de referencia para las variaciones del desplazamiento de fase que se producen en otras condiciones operativas del neumático (frenado, aceleración y similares).

El gráfico en la figura 10 es similar al de la figura 9, y muestra la variación de la amplitud (milivoltios) de las señales e y f emitidas, respectivamente, por el sensor piezoeléctrico 7 y el sensor piezoeléctrico 107 en un periodo de tiempo (segundos) en cada ciclo de revolución del neumático, en presencia de torsión. En este caso, un desplazamiento de fase medido entre los picos PP1 y PP2 tiene un valor diferente del medido en la condición de velocidad constante (Figura 9). En consecuencia, el valor del desplazamiento de fase forma una medición del arrastre al que las telas de cintura 6 están sometidas respecto a los talones 5. Cualquier variación en el valor del tiempo de dos desplazamientos de fase, medidos en i-ésimo ciclo y en i-ésimo + 1 ciclo, indica la variación del arrastre entre las telas de cintura 9 y los talones 5 del neumático en las condiciones operativas de los dos ciclos sucesivos.

La figura 11 muestra un sensor piezoeléctrico 207 asociado con el neumático 1. El sensor piezoeléctrico 207 está formado por una pieza de cable piezoeléctrico 10, quetiene una longitud de aproximadamente 40 mm, aplicado a un talón 5. El sensor piezoeléctrico 207 se extiende transversalmente (en la dirección Y) a lo largo de una porción de talón de un perfil meridiano 16 del neumático 1.

La figura 12 muestra un sensor piezoeléctrico 207 asociado con el neumático 1. El sensor piezoeléctrico 307 está formado por una pieza de cable piezoeléctrico 10, que tiene una longitud de 40 mm aproximadamente, aplicado a la superficie interna 9 de la carcasa 2. El sensor piezoeléctrico 307 se extiende transversalmente (en la dirección Y) a lo largo de una porción central del perfil meridiano 16, que se extiende a ambos lados del plano ecuatorial del neumático 1.

El gráfico en la figura 13 muestra la variación de la amplitud (milivoltios) de las señales g y h emitidas, respectivamente, por el sensor piezoeléctrico 307 y el sensor piezoeléctrico 207 en un periodo de tiempo (segundos) en cada ciclo de revolución del neumático, en ausencia de torsión (velocidad constante).

El gráfico en la figura 14 muestra la variación de la amplitud (milivoltios) de las señales i y l emitidas, respectivamente, por el sensor piezoeléctrico 307 y por el sensor piezoeléctrico 207 en un periodo de tiempo (segundos) en cada ciclo de revolución del neumático, en presencia de torsión. También en este caso, el desplazamiento de fase entre los picos PP1 y PP2 tiene un valor diferente del medido en la condición de velocidad constante (figura 13).

La figura 15 muestra un sensor piezoeléctrico 407 que comprende un cable 110 que se extiende en una dirección circunferencial sobre la superficie interna de un talón 5 del neumático con una configuración oscilante (en zigzag). El cable 110 consiste en una secuencia alternada de porciones piezoeléctricas 20 y piezas no piezoeléctricas 21, pero eléctricamente conductoras, estando todas eléctricamente conectadas entre sí. En la práctica, el cable 110 está formado por una serie de porciones 20 de cable piezoeléctrico conectadas en serie entre sí a través de las porciones 21 que proporcionan continuidad eléctrica entre las porciones individuales del cable piezoeléctrico.

Más específicamente, dichas porciones piezoeléctricas 20 comprenden cada una un elemento piezoeléctrico alargado.

El principio y el final del cable 110 están conectados a un dispositivo, por ejemplo un transmisor, que transmite la señal emitida por el cable en funcionamiento al controlador 8.

Típicamente, el cable en zigzag tiene las siguientes características y dimensiones:

Diámetro del cable	3 mm
Número de porciones piezoeléctricas (20)	10 (longitud K = 45 mm cada una)
Número de porciones no piezoeléctricas (21)	10 (longitud K = 140 mm cada una)

Tal como puede ver en la figura 15, las porciones 21 sin material piezoeléctrico están colocadas en la dirección longitudinal (la dirección del movimiento hacia delante del neumático), mientras que las porciones piezoeléctricas 20 están colocadas en direcciones perpendiculares a las otras porciones. La longitud total del cable 110 es de 1850 mm, y su extensión longitudinal es de 1400 mm. Este cable es indicado para un neumático del tamaño 195/65 R15.

Las porciones piezoeléctricas 20 pueden tener todas la misma longitud, y las porciones no piezoeléctricas 21 (puramente conductoras) pueden tener todas la misma longitud, que es diferente de la de las porciones piezoeléctricas 20. Sin embargo, es posible tener variantes en las que todas las porciones tengan la misma longitud o, por el contrario, en las que cada porción tenga una longitud diferente de la de las otras porciones, o varias combinaciones de estas.

El cable piezoeléctrico 110 tiene una estructura y una configuración (alternación de porciones piezoeléctricas y no piezoeléctricas) tal que genera automáticamente una secuencia de elementos distintivos durante la rotación del neumático, independientemente de las no uniformidades del neumático o de la manera en la que el cable está fijado a la superficie interna del neumático.

Como en las realizaciones descritas anteriormente, el cable 110, estructurado y configurado de esta manera, transmite (mediante la señal eléctrica generada por el cable) la información sobre el movimiento de cable durante la rotación cíclica del neumático. En el caso del cable 110, el movimiento del cable, o mejor de sus diferentes porciones piezoeléctricas 20, genera una señal eléctrica indicativa de la velocidad de rotación del neumático 1, si la medición de la velocidad de rotación del neumático en el ciclo i-ésimo se compara a continuación con la encontrada en el ciclo i-ésimo + 1, es posible determinar inmediatamente la extensión de cualquier deslizamiento.

Además, las etapas de deslizamiento se pueden distinguir dentro de un ciclo individual de revolución del neumático, comparando los elementos distintivos individuales (picos).

La ventaja de un cable de este tipo reside en el hecho de que la señal emitida está esencialmente libre de perturbaciones o ruido de fondo.

La configuración en "zigzag" es también particularmente conveniente para un cable que tiene propiedades piezoeléctricas a lo largo de toda su longitud.

La figura 16 muestra un sensor piezoeléctrico 507 que comprende un cable 210 que consiste en porciones piezoeléctricas 20 y porciones conductoras no piezoeléctricas 21 colocadas en una secuencia alternada y alineadas a lo largo de la misma circunferencia.

En particular, dichas porciones piezoeléctricas comprende por lo menos un elemento piezoeléctrico alargado.

También es posible colocar un cable, tal como el cable 210, a lo largo de por lo menos una porción del perfil meridiano, en otras palabras, uno colocado en el mismo plano que una sección transversal del neumático.

Las señales emitidas por los sensores piezoeléctricos 407 y 507 son similares a las de los sensores representados anteriormente.

Las figuras 17 y 18 muestran una realización particular del cable piezoeléctrico 210. las porciones tubulares 112 de material piezoeléctrico aislante y las porciones tubulares 121 de material no piezoeléctrico, sino simplemente aislante, siguen entre sí una disposición longitudinalmente alternada alrededor de un núcleo conductor central 211.

Una malla eléctricamente conductora 213 está envuelta alrededor de las porciones 112 y 121 y, a su vez, una funda 214 para cubrir y proteger el cable está envuelta alrededor de la malla conductora 213.

Este tipo de cable se puede hacer pasando un cable, que tiene una capa de polímero eléctricamente aislante capaz de desarrollar propiedades piezoeléctricas cuando se expone a un campo electromagnético adecuado, a través de un campo electromagnético activado e inactivado alternativamente, con un movimiento uniforme continuo.

Las figuras 19 y 20 muestran un sensor piezoeléctrico 607 que comprende un cable piezoeléctrico 10 (figura 3) instalado en el talón 5 del neumático 1, en una base 30 del mismo. El cable piezoeléctrico 10 se extiende siempre alrededor de la circunferencia periférica de la base 30, o solamente alrededor de parte de la misma, y está preferiblemente alojado en una ranura anular 31 rebajada en el talón 5; o alternativamente, el cable piezoeléctrico citado anteriormente se puede alojar en una ranura anular (no representada) rebajada en una base 32 de la llanta 15.

En una variante, el cable piezoeléctrico 10 se puede incrustar en una banda de compuesto que se aplica a lo largo de la circunferencia periférica de la base 30. En esta versión, la ranura anular para la banda de compuesto se puede rebajar en la base 30 del talón 5 o en la base 32 de la llanta 15, o incluso en ambas bases.

Resultados similares se pueden obtener cuando el cable 10 se instala a lo largo de solamente una porción de la circunferencia periférica de la base 30.

La figura 21 muestra un sensor piezoeléctrico 707 que comprende un cable piezoeléctrico 10 instalado en una depresión 33 en el talón 5. Como alternativa, el cable 10 se puede alojar en una ranura anular 35 rebajada en un lateral 34 de la llanta 15, y está en contacto con la superficie externa del talón 5. El cable 10 se extiende siempre alrededor de la circunferencia (o solamente a lo largo de parte de esta circunferencia) de la depresión 33 del talón o de la depresión 35 del lateral.

En una variante, el cable 10 se puede incrustar en una banda de caucho que se aplica en la depresión 33 del talón.

Resultados similares se pueden obtener cuando el cable 10 se extiende solamente a lo largo de una porción de la circunferencia de la depresión 33.

Los sensores 607 y 707 se pueden hacer usando un cable 210 hecho de porciones piezoeléctricas y porciones no piezoeléctricas y conductoras, como las mostradas en las figuras 17 y 18.

El cable 10, en el caso de diámetros internos menores de 15'', puede tener la siguiente configuración: número de porciones piezoeléctricas 5 (longitud 50 mm cada una), alternadas con segmentos no piezoeléctricos cuyas longitudes pueden diferir entre sí (por ejemplo, 4 segmentos de 190 mm de longitud y un segmento de 240 mm de longitud).

Las figuras 22 y 23 muestran un sensor piezoeléctrico 807 que comprende un cable piezoeléctrico 10 aplicado al lateral 34 de la llanta 15. El cable piezoeléctrico 10 comprende secciones activas 36, es decir, secciones sensibles a la deformación del neumático, alternadas con secciones inactivas 37, es decir, insensibles a la deformación del neumático. Las secciones alternadas 36 y 37 tienen una longitud predeterminada y se producen pasando el cable 10 a través de orificios 38 en el lateral 34 de la llanta 15 para formar las secciones 36 y 37 situadas en el interior y el exterior, respectivamente, del lateral 34. De esta manera, las secciones 36 del cable 10 permanecen en contacto con el talón 5 del neumático y detectan sus deformaciones, mientras que las secciones 37 no permanecen en contacto con el talón y no detectan sus deformaciones.

El sensor piezoeléctrico 807 puede estar hecho a partir de, por ejemplo, un cable piezoeléctrico que tiene un diámetro de 3 mm y la distancia entre los orificios en el lateral de la llanta es tal que forma cinco secciones sensibles a la deformación, cada una con una longitud de 50 mm y alternadas con cinco secciones insensibles cada una con una longitud de 200 mm.

La figura 24 muestra un transmisor 39 de señales de radio fijado al lateral 34 de la llanta 15. El transmisor 39 está fijado a la llanta mediante el procedimiento de plegado, tal como se usa convencionalmente para fijar los pesos usados en el equilibrado del conjunto neumático/llanta.

Esta posición del transmisor tiene una serie de ventajas. Facilita la fijación del transmisor porque usa procedimientos ya conocidos y probados disponibles en los talleres de instalación de neumáticos. Permite que el transmisor esté fijado a la circunferencia de la llanta en la zona que está mejor "protegida" de impactos potenciales. Además, la masa del propio transmisor puede actuar como una masa en el equilibrado del neumático.

Como es conocido, un transmisor de señal está provisto de una antena. Con los sensores 607, 707 y 807, la función de la antena puede realizarse mediante la envoltura de malla del propio cable piezoeléctrico.

Las figuras 25 y 26 muestran ejemplos de señales emitidas por el sensor piezoeléctrico 607 ó 707 para un neumático P 6000 de tamaño 195 60 R15, llanta 6J, presión de hinchado 2,2 bar, sometido a una carga vertical de 300 kg a una velocidad de 50 km/h.

El gráfico en la figura 25 muestra la amplitud (Voltios) de la señal emitida por el cable piezoeléctrico en un intervalo de tiempo (segundos) correspondiente a una revolución de la rueda.

La figura 26 muestra la amplitud (Voltios) de tres señales emitidas por el mismo cable piezoeléctrico en un intervalo de tiempo (segundos) correspondiente a una revolución de la rueda, en tres pruebas realizadas bajo condiciones idénticas en intervalos de 24 horas. Los gráficos muestra que los resultados tienen una capacidad para repetirse.

La posición de los sensores piezoeléctricos 607, 707 y 807 sobre el talón y sobre la llanta del neumático tiene las siguientes ventajas.

Asegura la consistencia de la posición del cable piezoeléctrico.

Hace posible tener un anillo de cable piezoeléctrico cuya longitud es proporcional al menor diámetro interno de la llanta e independiente de las diferentes mediciones de los neumáticos y de sus condiciones de uso (presión, carga, etc.).

Reduce la movilidad del cable piezoeléctrico durante funcionamiento a alta velocidad del neumático y reduce así los efectos de fatiga, incluso reduciendo la fatiga casi a cero, y extensión así la vida del cable tanto con la vida del neumático.

Comparando las señales emitidas por el sensor piezoeléctrico a lo largo del tiempo, es posible determinar el desgaste del neumático (irregular y/o regular) y, por lo tanto, reaccionar a tiempo. Si cables piezoeléctricos idénticos están instalados en los dos laterales de la llanta, el comportamiento lateral del neumático (deriva) se puede conocer directamente.

El sensor piezoeléctrico según la invención se puede usar para analizar la señal emitida durante un único ciclo de revolución del neumático y la señal emitida en el periodo de dos ciclos sucesivos o generalmente próximos, por ejemplo ciclos en el intervalo de 25 ciclos de revolución que preceden al ciclo bajo examen.

En particular, durante un único ciclo de revolución del neumático es posible realizar un "análisis relativo/absoluto" de la señal emitida por el sensor piezoeléctrico. El análisis de la señal es absoluto porque se refiere a una única rotación (revolución) del neumático, pero es relativo porque compara las variaciones de la señal que se producen durante una única revolución del neumático con las registradas a velocidad constante. Analizando las variaciones de la señal durante un único ciclo de revolución, es posible determinar cómo las no uniformidades del neumático, que consisten en una distribución no uniforme de la masa, tal como las provocadas por los pasos individuales del diseño de la banda de rodadura o mediante la fijación del cable piezoeléctrico al neumático, "leen" la carretera, o en otras palabras, interactúan con la misma.

La comparación entre dos ciclos sucesivos hace posible determinar si ha habido un cambio de las condiciones de adhesión entre el neumático y el suelo durante la rotación del neumático. En particular, en presencia de una superficie de carretera irregular o cualquier otra perturbación externa, el sensor piezoeléctrico emite una señal que detecta estas perturbaciones pero retiene las características que la hacen útil para los propósitos de la invención. La comparación entre la señal emitida durante el rotación del neumático a velocidad constante y la señal emitida, por ejemplo, durante la frenada hace posible determinar las variaciones del intervalo de tiempo entre los elementos distintivos predeterminados de las señales y detectar la variación que se ha producido en el comportamiento del neumático, tal como la presencia o ausencia de deslizamiento, la pérdida o el mantenimiento de adhesión del neumático, la variación de la carga vertical, y la presencia de perturbaciones sobre la carretera (obstáculos, etc.).

Tal como ya se ha indicado, la invención hace posible en primer lugar analizar la señal emitida durante un intervalo de tiempo predeterminado, tal como un único ciclo de revolución del neumático, o parte del mismo, o dos o más ciclos consecutivos. Además, también permite hacer una comparación entre la señal emitida durante dicho intervalo de tiempo predeterminado y la correspondiente señal emitida en un intervalo de tiempo anterior.

Específicamente, el análisis y la comparación pueden ser absolutos o relativos. Son absolutos cuando el término de referencia es un valor predeterminado, y relativos cuando este término de referencia es un valor que pertenece a uno de los intervalos de tiempo anteriores.

Un análisis de las características de la señal en un único intervalo de tiempo, por ejemplo en un ciclo de revolución, mostrará cómo las no uniformidades del neumático "leen" la carretera, es decir, cómo interactúan con la misma.

Una comparación de dichas características en dos intervalos de tiempo diferentes, por ejemplo dos ciclos sucesivos, mostrará si las condiciones de interacción entre el neumático y el suelo se han modificarse al moverse el neumático.

Una comparación entre las características de las señales emitidas durante dos intervalos de tiempo diferentes, por ejemplo durante la frenada, mostrarán variaciones del intervalo de tiempo entre elementos distintivos predeterminados de las señales y revelarán cualquier variación que se haya producido en el comportamiento del neumático, tales como, por ejemplo, la presencia o ausencia de deslizamiento, la pérdida u otros de adhesión del neumático, un cambio en la carga vertical, la presencia de perturbaciones sobre la carretera (obstáculos y similares).

Las figuras 27 a 37 se refieren a pruebas realizadas en un vehículo (Opel Astra 2000) equipado con neumáticos de tamaño 195/60 R15 montados sobre llantas 6J, hinchados a la presión operativa normal de 2,2 bar y cada uno sometido a una carga vertical de 3000 N, con un ángulo de peralte sobre el eje delantero de 0,5º. Dichas ruedas están equipadas con un elemento piezoeléctrico alargado de un cable piezoeléctrico, tal como se ha descrito anteriormente, situado entre el talón y el lateral de la llanta de montaje y que se extiende circunferencialmente alrededor del neumático, a través de un arco de aproximadamente 360º.

Para ir en mayor detalle, el gráfico de la figura 27 muestra la amplitud (expresada en mV) de la señal emitida de manera continua por el sensor piezoeléctrico respecto al tiempo (expresado en segundos). La señal mostrada se refiere a un periodo de tiempo igual a 0,4 segundos, que corresponde a 2,36 revoluciones de la rueda. Más precisamente, este gráfico se refiere a la señal que lleva desde la rueda delantera izquierda del vehículo citado anteriormente que se mueve en línea recta sobre un asfalto liso a una velocidad constante de 40 km/h.

De una manera similar, el gráfico mostrado en la figura 28 muestra la amplitud de la señal continua emitida por el sensor piezoeléctrico a lo largo del tiempo. La señal mostrada se refiere a un periodo de tiempo igual a 0,8 segundos, que corresponde a 4,71 revoluciones de la rueda. Más precisamente, este gráfico se refiere a la señal que llega desde la rueda izquierda delantera del vehículo citado anteriormente que se desplaza en línea recta sobre bloques de pavimento a una velocidad constante de 40 km/h. Queda claro a partir de una comparación de las señales de las figuras 27 y 28 que, cuando se desplaza a la misma velocidad, la señal emitida por el neumático en contacto con una superficie irregular (tal como los bloques de pavimento) tiene amplitudes mayores que una señal que llega desde un neumático que rueda sobre una superficie más regular (asfalto liso en la figura 27).

El gráfico, figura 29, muestra la amplitud de la señal continua emitida por el sensor piezoeléctrico a lo largo del tiempo, cubriendo un periodo de tiempo igual a 0,5 segundos, que corresponde a 8,47 revoluciones de la rueda. Este gráfico se refiere a la señal que llega desde la rueda delantera izquierda del vehículo citado anteriormente que se desplaza en una línea recta sobre asfalto liso a una velocidad constante de 115 km/h. Queda claro a partir de una comparación de las figuras 27 y 29 que, cuando se desplaza sobre la misma superficie, el parámetro de la velocidad también influencia en dichas señales: de esta manera, la señal mostrada en la figura 29, obtenida de una rueda a alta velocidad (115 km/h), tiene amplitudes mayores que de la misma rueda que se mueve a una velocidad menor (40 km/h).

Dichas señales eléctricas se envían, por ejemplo mediante un transmisor, a un receptor y desde aquí a un controlador electrónico que procesa las señales usando algoritmos matemáticos conocidos por sí mismos.

El solicitante, según una realización de la presente invención tal como se representa en mayor detalle en los ejemplos que siguen a continuación, ha procesado la señal que llega desde el sensor mediante un análisis de frecuencia espectral usando una transformación de Fourier (a partir de ahora "análisis FFT" - Transformación Rápida de Fourier).

Este análisis se realiza preferiblemente sobre la señal adquirida en un intervalo de tiempo predeterminado según un índice predeterminado. El espectro de frecuencia extraído mediante este análisis se confina a continuación al rango de frecuencias que describen el evento particular que se desea monitorizar (por ejemplo, entre 70 y 250 Hz en el caso del confort).

Los procedimiento según la presente invención puede incluir, en combinación o como alternativa al análisis FTT, el uso de un segundo algoritmo matemático que asocia un valor numérico (índice) con la amplitud de los elementos distintivos de la señal de las frecuencias del espectro correspondiente extraído por dicho análisis FTT en el intervalo de tiempo o rango de frecuencia que representa el evento que se desea monitorizar.

El algoritmo matemático usado preferiblemente por el solicitante consiste en determinar la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de las amplitudes de dichos elementos distintivos o de dichas frecuencias que pertenecen al intervalo o rango predeterminado. Este método de cálculo se conoce usualmente como RMS (valor cuadrático medio, llamado a partir de ahora "cálculo RMS").

El cálculo RMS se puede reemplazar mediante algoritmos matemáticos igualmente significativos diseñados para conseguir el mismo resultado. En relación con esto, se puede citar el método de cálculo conocido como M.E.V. (Valor Efectivo Medio). Otro método de cálculo posible es el cálculo conocido como V.D.V. (Valor de Dosis de Vibración) según el estándar británico Nº. 6841, 1987.

El resultado obtenido con estos cálculos es un índice que representa la magnitud del evento bajo examen y se refiere al intervalo de tiempo en cuestión.

El procedimiento de procesamiento descrito anteriormente produce un índice, que corresponde al evento monitorizado, que varía de manera continua con el propio evento y según la relación de detección de la señal predeterminada.

Este índice se puede usar de muchas maneras diferentes.

Por ejemplo:

- para representar la variación de este índice en función de la distancia recorrida o del tiempo;

- para guardar un valor (máximo, medio, mínimo) de este índice, o la secuencia de dichos valores a lo largo del tiempo, por ejemplo para extraer información sobre el estilo de conducción del conductor y/o sobre una jornada de carretera predeterminada (por ejemplo, si el conductor hace la misma jornada cada día es posible extraer información útil sobre el tipo de neumático más adecuado para sus requerimientos);

- para asignar un valor límite de este índice en el que una señal de alarma (por ejemplo en forma de una señal luminosa o acústica) se active que el conductor pueda detectar;

- para calcular un índice instantáneo (con una relación de detección de valor de la señal instante a instante) y compararlo con un valor límite predeterminado para proporcionar al conductor información actualizada constantemente sobre el evento que se monitoriza;

- para calcular un índice progresivo del evento (promediando la suma de los índices instantáneos dentro de un intervalo de tiempo particular), y compararlo con un valor límite predeterminado para alertar al conductor de la inminencia de una situación peligrosa o una reducción en el margen de seguridad disponible;

- para intervenir sobre los dispositivos de control del movimiento del vehículo, tal como se ha indicado anteriormente.

Se dan a continuación una pluralidad de ejemplos, mostrando el cálculo de los índices asociados con eventos específicos en el movimiento de un vehículo, y los correspondientes estados de tensión del neumático. Estos se realizan sobre la base del procedimiento de detección y determinación del comportamiento de un neumático según la invención. Todos los ejemplos descritos a continuación se refieren a pruebas realizadas sobre el vehículo y el sensor indicado anteriormente.

Ejemplos

Primera parte

Ejemplo 1 Índice representativo de la condición de la carretera

La descripción de este tipo de evento implica la monitorización continua de las características de la superficie del suelo sobre el que se mueve el vehículo, identificando la presencia de irregularidades macroscópicas, tales como baches, ondulaciones, grietas en la superficie de la carretera, y otras.

El índice que representa la condición de la carretera se calculó mediante:

- la adquisición de la señal emitida por un sensor según la invención en un intervalo de tiempo de 6 segundos y mediante una relación de muestra (es decir, detectar el valor instantáneo de la señal) de 3000 puntos por segundo;

- la realización de un análisis FFT sobre la señal adquirida para determinar el correspondiente espectro de frecuencias;

- el confinamiento de este especto al rango de frecuencias entre 0 y 70 Hz;

- la realización del cálculo RMS dentro del rango de frecuencias citado anteriormente.

Tal como se indica, el resultado de este cálculo es un valor numérico (o índice) que se puede poner a través de una de las operaciones citadas anteriormente, tal como por ejemplo representando este índice como una función de intervalo en espacio (distancia recorrida por el vehículo) o en tiempo, también se puede comparar con un valor límite predeterminado (alarma) que define la capacidad de aceptación del comportamiento del neumático o del vehículo. Esto proporciona al conductor información periódica sobre la condición de la carretera y sobre el estado correspondiente de tensión del neumático o del vehículo.

Las irregularidades en la superficie de la carretera, que se reflejan en la señal transmitida por el sensor, tal como ya se ha explicado con referencia a las figuras 27 y 29, se pueden cuantificar mediante el índice citado anteriormente. Por ejemplo, el índice L es igual a carretera lisa, el índice I es igual a carretera irregular y el índice S es una carretera sin asfaltar.

La información resumida en el valor asumido por este índice se puede usar por parte del conductor, por ejemplo, para advertir situaciones de peligro modificando su comportamiento de conducción en consecuencia.

Por ejemplo, si el índice está próximo a un valor predeterminado (límite de peligro), el conductor es informado de hecho de que la condición de la carretera requiere un cuidado particular durante la frenada o que el sistema del vehículo o de tripulación está inusualmente tensionado.

Ejemplo 2 Índice que representa la eficiencia/regulación de los amortiguadores de un vehículo

La señal enviada por un sensor según la presente invención puede contener frecuencias anómalas que se pueden identificar como frecuencias de resonancia de las suspensiones del vehículo excitadas por una superficie de carretera rugosa.

Bajo condiciones normales, la vibraciones de las suspensiones están amortiguadas por los amortiguadores y, por lo tanto, son de una magnitud limitada.

Sin embargo, en el caso de un mal funcionamiento de los amortiguadores, como cuando están descargados, las suspensiones vibran en sus propias frecuencias resonantes de una manera diferente a la de su funcionamiento
normal.

La señal emitida por el sensor se modifica en consecuencia y estas vibraciones se pueden detectar fácilmente a partir del análisis espectrográfico de dicha señal.

El índice correspondiente se calcula mediante:

- la adquisición de la señal emitida por el sensor a lo largo de un periodo de tiempo de 6 segundos con una relación de muestra de 3000 puntos por segundo;

- la realización del análisis FFT sobre la señal adquirida para determinar el correspondiente espectro de frecuencias;

- el confinamiento de este espectro dentro del rango de frecuencias entre 0 y 20 Hz; y

- la realización del cálculo RMS sobre el rango anterior de frecuencias.

Ventajosamente, la descripción de la interacción entre la carretera, el neumático y las suspensiones con amortiguadores permite usar este índice para ajustar las suspensiones incluso mientras el vehículo se mueve, si el vehículo está equipado con "suspensión activa".

Ejemplo 3 Índice que representa el estado de la tensión instantánea de un neumático

Tal como ya se ha indicado y explicado anteriormente, la señal obtenida a partir de un sensor según la invención también se puede usar para analizar objetivamente la interacción entre el neumático y la superficie de contacto e indicar el estado de la tensión mecánica del neumático (tanto instantánea como progresiva) al moverse sobre dicha superficie.

En otras palabras, la señal obtenida a partir del sensor se puede usar para monitorizar la integridad estructural del neumático.

El estado progresivo de tensión del neumático, que significa la historia de las tensiones a las que se ha sometido el neumático a lo largo del tiempo, se puede usar para cuantificar la fatiga total del neumático para predecir su vida residual.

El índice que representa el estado de tensión del neumático se calcula mediante:

- la adquisición de manera continua (cada segundo) de la señal emitida por el sensor a lo largo del intervalo de tiempo de 1 segundo a una relación de muestra de 5000 puntos por segundo;

- la realización de un análisis FFT sobre la señal adquirida para determinar el correspondiente espectro de frecuencias;

- la confinación del espectro al rango de frecuencias entre 0 y 200 Hz; y

- la realización del cálculo RMS dentro del rango de frecuencias citado anteriormente.

El índice producido mediante este procedimiento se puede comparar con un índice límite instantáneo y/o con un índice que denota el límite máximo admisible. El fabricante de neumáticos suministrará estos índices directamente a los fabricantes de los vehículos a motor. El índice en cuestión es extremadamente importante en el caso de neumáticos que se reconstruyen, en los que la fatiga de la carcasa es un factor significativo para decidir si se hace la reconstrucción.

Ejemplo 4 Índice que representa el agarre disponible

Según la invención, el solicitante ha resuelto ampliamente el problema de cómo determinar en tiempo real la eficiencia de una acción de frenado si se aplicara a un neumático (es decir, la reducción forzosa de su velocidad angular).

La eficiencia de una acción de frenado está influenciada por un número incontable de parámetros, el más importante de los cuales es el coeficiente de fricción entre el neumático y la superficie de contacto sobre la que se mueve.

Sin embargo, el coeficiente de fricción no se puede medir instantáneamente y no se puede definir a priori por el hecho de que varía continuamente de punto a punto sobre dicha superficie y depende de la conducción (seca, mojada, nevada o helada) de dicha superficie.

Usando la invención se ha encontrado cómo identificar la condición cuando el neumático está en el límite de su agarre.

La señal obtenida desde el sensor tiene un contenido harmónico proporcional a la velocidad de rotación. En el límite del agarre, por lo menos parte de los relieves de la banda de rodadura (bloques y/o nervios) empiezan a deslizarse y se ha encontrado que una condición de deslizamiento entre estos relieves y la carretera genera vibraciones en el rango de frecuencia entre 500 Hz y 1000 Hz, independientemente de la velocidad de rotación.

Estas frecuencias están contenidas en la señal emitida por un sensor según la invención. Por lo tanto, es posible detectar una condición en la que el agarre está en su límite, en una dirección longitudinal (frenada o aceleración) de lado (deriva del neumático) y en una condición de tensión combinada en estas dos direcciones, mediante la detección de la presencia, en la señal, de frecuencias incluidas dentro del rango citado anteriormente.

El índice de agarre disponible se definió mediante:

- la adquisición de manera continua (cada segundo) de la señal emitida por el sensor en el intervalo de tiempo de 1 segundo en una relación de muestra de 4000 puntos por segundo;

- la realización de un análisis FFT de la señal adquirida para determinar el correspondiente espectro de frecuencias;

- el confinamiento de este espectro dentro del rango de frecuencias de entre 500 y 1000 Hz; y

- la realización del cálculo RMS sobre el rango de frecuencias citado anteriormente.

El índice calculado de esta manera mide la magnitud total de las vibraciones producidas mediante el deslizamiento de los relieves de la banda de rodadura citados anteriormente sobre la superficie de contacto. Las vibraciones aumentan al disminuir el deslizamiento. El índice de agarre está, por lo tanto, correlacionado con el deslizamiento.

Ejemplo 5 Índice que representa la uniformidad del neumático

Una rueda que comprende una llanta libre de no uniformidades estructurales y un neumático provisto de un sensor según la invención se hace rodar sobre una superficie lisa bajo condiciones de carga predeterminadas, a la presión operativa nominal y a velocidad constante. Mediante estos medios, las no uniformidades del propio neumático, debido por ejemplo a su proceso de fabricación, se pueden evaluar de esta manera.

Esto puede realizarse mediante el procedimiento de la invención realizando las siguientes etapas:

- adquirir la señal emitida por el sensor en un intervalo de tiempo de 6 segundos a una relación de muestra de 3000 puntos por segundo;

- realizar un análisis FFT sobre la señal adquirida para determinar el correspondiente espectro de frecuencias;

- analizar este espectro mediante el filtrado de los harmónicos del neumático, es decir, realizando un "análisis harmónico" del espectro en el rango incluido entre el primer harmónico y se vigésimo harmónico; y

- realizar el cálculo RMS sobre el rango de harmónicos citado anteriormente.

El análisis de harmónicos anterior identifica las no uniformidades específicas que generan picos cuyas amplitudes producen que se excedan los límites de aceptabilidad del neumático, tal como los establece el fabricante del neumático y/o del vehículo.

El resultado del cálculo RMS es, por lo tanto, un índice que se puede usar para planificar las modificaciones que se han de hacer al neumático para eliminar estas no uniformidades.

Ejemplo 6 Índice que representa el desgaste de la banda de rodadura

Habiendo seleccionado primero una velocidad de referencia y un viaje de referencia, tal como 40 km/h a lo largo de un tramo recto de carretera de por lo menos 200 metros de largo con una superficie generalmente lisa y uniforme, a intervalos predeterminados, (por ejemplo una vez al mes), una primera realización de la invención es realizar una comparación (en términos de amplitud y área subtendida) entre los picos de los elementos distintivos de la señal producida por un sensor de la invención al moverse el neumático a lo largo de dicho tramo de carretera a la velocidad citada anteriormente, y los correspondiente picos de la señal guardada en la memoria durante una prueba anterior realizada de la misma manera.

Un cambio en dicha amplitud y/o en dicha área subtendida indica que se producido desgaste de la banda de rodadura en el entretiempo, mientras que un cambio no homogéneo en uno o más de dichos picos (comparados con otros picos) indica la posible presencia de desgaste irregular de la banda de rodadura.

Alternativamente, en una realización alternativa de la invención, tal como se ha descrito en el Ejemplo 5 anterior, este evento se puede detectar realizando un análisis harmónico del espectro de frecuencias extraído mediante análisis FFT de la señal adquirida, analizando los harmónicos relacionados con los pasos del diseño de la banda de
rodadura.

El análisis de harmónicos citado anteriormente da los valores de las amplitudes de estos harmónicos, que son proporcionales al espesor de los relieves (nervios y/o bloques) del diseño de la banda de rodadura y el cálculo RMS asocia un índice de desgaste con los valores citados anteriormente. Estos valores son los mayores para neumáticos nuevos y los menores para neumáticos completamente gastados. El valor límite está definido para el índice de desgaste, por debajo del cual se considera que el neumático está gastado y, por lo tanto, se ha de reemplazar por un neumático nuevo.

Segunda parte

La información contenida en la señal que llega desde un sensor según la invención instalado en una rueda de un vehículo es descriptiva de las variaciones en fuerzas y velocidades aplicadas a dicha rueda.

Dependiendo del tipo de evento que se desea monitorizar y/o controlar, puede ser necesario separar dicha señal sus componentes (es decir, las variaciones anteriores en fuerzas y velocidades) a lo largo de tres ejes de referencia x, y, z ortogonales entre sí, como sigue:

-

variación de la fuerza vertical \DeltaFz;

-

variación de la fuerza longitudinal \DeltaFx;

-

variación de la fuerza lateral \DeltaFy;

-

variación de la velocidad angular \Delta\omega.

Según una realización de la invención, está separación de la señal se realiza sobre cada señal que llega desde cada rueda individual del vehículo.

Para poder calcular los componentes individuales a partir de un valor global, tal como una única señal emitida por un único sensor, se utilizan las siguientes ecuaciones que describen la dinámica del vehículo:

- ecuación que describe la transferencia de carga desde un lado del vehículo al otro;

- ecuación que describe la transferencia de carga entre el eje delantero y el eje trasero;

- ecuación que describe el movimiento de derrape del vehículo; y

- ecuación para el movimiento en una línea recta (dinámica vertical del vehículo).

Por ejemplo, si se desea obtener las variaciones en la fuerza lateral \DeltaFy durante las curvas, el procedimiento es como sigue:

- se adquieren las señales para las cuatro ruedas del vehículo, es decir, la derecha delantera (F.R.), izquierda delantera (F.L.), derecha trasera (R.R.), izquierda trasera (R.L.);

- cada una de estas señales se analiza mediante uno o más procedimientos seleccionados entre análisis FFT, selección de frecuencias en el espectro, y cálculo RMS; y

- los valores RMS de las ruedas delanteras (eje delantero) se computan de manera separada de los de las ruedas traseras (eje trasero).

Este procesamiento, tal como puede verse, consiste en la evaluación de los componentes individuales característicos del eje delantero, es decir, el valor RMS total del eje delantero (RMS_FRO), dado por la suma de los valores RMS de la rueda derecha delantera (RMS_F.R.) y de la rueda izquierda delantera (RMS_F.L.) se ha igual a la suma de:

- las variaciones de la fuerza vertical sobre las dos ruedas delanteras (es decir, \DeltaFz_F.R. + \DeltaFz_F.L.);

- las variaciones en la fuerza lateral sobre las dos ruedas delanteras (es decir, \DeltaFy_F.R. + \DeltaFy_F.L.);

- las variaciones en la fuerza longitudinal sobre las dos ruedas delanteras (es decir, \DeltaFx_F.R. + \DeltaFx_F.L.); y

- las variaciones en la velocidad angular de las dos ruedas delanteras (es decir, \Delta\omega_F.R. + \Delta\omega_F.L.).

Respecto a los términos de esta ecuación debe indicarse que:

a) la señal analizada es continua y cíclica, además de ser descriptiva del estado total de tensión del neumático, con periodos iguales a una revolución de la rueda. Es posible calcular la velocidad angular de la rueda midiendo el periodo de la señal (de esta manera cada revolución de la rueda - efecto de disparo), o analizando la señal dentro del periodo, es decir, antes de que se complete la revolución de la rueda. En el último procedimiento, se comparan las distancias entre picos de la señal instantánea con las correspondientes distancias de una señal relacionada con un periodo previo, y a partir de éstas, uno puede leer la velocidad angular incluso dentro de una revolución de la rueda: así se pueden determinar cambios rápidos y bruscos en la velocidad de la rueda. En consecuencia, los términos relacionados con las velocidades angulares en la ecuación citada anteriormente son conocidos;

b) cuando la dinámica de baja frecuencia del vehículo se ignora, las variaciones en la fuerza vertical son iguales y opuestas sobre las ruedas del mismo eje, significando que la suma algebraica de estas variaciones sobre cada eje es cero;

c) asumiendo que, en el ejemplo en cuestión, la maniobra en las curvas se realiza sin aceleración o desaceleración, la suma algebraica de las variaciones de la fuerza longitudinal sobre cada eje es cero otra vez.

Dadas estas premisas, en el caso particular en cuestión, la ecuación bajo examen se reduce a la igualdad entre RMS_FRO y la variación en la fuerza lateral sobre el eje frontal. Como RMS_FRO es conocido (derivado a partir de la señal mediante el procedimiento descrito anteriormente), esta ecuación da el valor de la variación en la fuerza lateral sobre el eje delantero citada anteriormente.

Para el eje trasero se sigue el mismo procedimiento.

Si la premisa indicada en el punto c) no se aplica, en otras palabras, si la maniobra en las curvas se puede realizar con aceleración o desaceleración, la suma algebraica de las variaciones de la fuerza longitudinal sobre cada eje no es cero y para poder solucionar la ecuación se ha de combinar con la ecuación del movimiento de derrape del vehículo. Así es posible calcular todas las incógnitas, es decir, las variaciones en la fuerza lateral y en la fuerza longitudinal.

De una manera similar es posible determinar a continuación las otras variaciones de la fuerza. Por ejemplo, en el caso de que la maniobra en cuestión sea puramente una materia de aceleración o desaceleración, la ecuación que describe la transferencia de carga entre el eje trasero y el eje delantero se escribe en combinación con la ecuación de derrape: esto da las variaciones en la fuerza longitudinal.

Se dan a continuación una serie de ejemplos que muestran el cálculo de los índices correlacionados con eventos específicos relacionados con el comportamiento de un vehículo sobre la base del procedimiento según la presente invención en un caso en el que se requiere separar la señal en sus componentes, tal como se ha descrito anterior-
mente.

Ejemplo 7 Índice que representa el confort

Según la invención, las características de la señal que llega desde un sensor asociado con un neumático se pueden usar para analizar objetivamente la interacción neumático/superficie de contacto y cuantificar los disturbios de esta interacción para el beneficio del conductor del vehículo y cualquier pasajero. En otras palabras, uno de los objetos de información contenidos en la señal se utiliza para determinar un índice de confort que representa el bienestar de los ocupantes del vehículo.

El índice que representa el confort se calculó mediante:

- la adquisición de la señal emitida por el sensor en un intervalo de tiempo de 6 segundos a una relación de muestra de 3000 puntos por segundo;

- la realización del análisis FFT sobre la señal adquirida para determinar el correspondiente espectro de frecuencias;

- el confinamiento de este espectro al rango de frecuencias incluido entre 70 y 250 Hz; y

- la realización del cálculo RMS sobre el rango de frecuencias citado anteriormente.

El gráfico de la figura 32 muestra el espectro de frecuencia extraído mediante el análisis FFT de la señal e identifica el rango predeterminado de frecuencias tomadas para describir el fenómeno en cuestión. Este rango se dividió con una resolución de 0,5 Hz. El espectro también se puede dividir sobre la base de las bandas de frecuencia que caracterizan la sensibilidad fisiológica del hombre tal como se indica en los estándares internacionales específicos (por ejemplo en el estándar ISO 2631/1, primera edición de fecha 15/05/1985 y 2631/2, primera edición de fecha 15/02/1989).

El procedimiento para separar la señal, tal como se ha descrito anteriormente, se realiza para cada una de las direcciones lateral, longitudinal y vertical para obtener tres índices de confort, uno para cada eje de referencia.

En particular, se determinan un índice de confort rectilíneo asociado con variaciones en la fuerza vertical asociadas con las variaciones en la fuerza lateral generadas por el comportamiento del vehículo durante la deriva, y un índice de confort longitudinal asociados con las variaciones en la fuerza longitudinal generadas por la presencia de torsión de conducción o frenado.

Por supuesto es posible tener un índice de confort "global" mediante el procesamiento de la señal como en los ejemplos anteriores, sin dividirla en sus componentes axiales, en cuyo caso el índice también se puede referir a un único neumático.

Un índice de confort obtenido mediante el cálculo RMS, según la invención, se representa en las figuras 33 y 34.

En detalle, estas figuras muestran, respectivamente, el índice de confort instantáneo y el índice de confort progresivo a lo largo del tiempo. El índice de confort progresivo, leído en un tiempo t_{1} dado, representa la suma de todos los índices de confort del tiempo t_{0} al tiempo t_{1}.

La figura 35 muestra una comparación entre el índice de confort obtenido a partir de una señal relacionada con un neumático que se mueve sobre dos superficies de contacto que son muy diferentes entre sí.

En detalle, la señal 200 en la figura 25 proviene de un sensor según la invención asociado con el neumático sobre la rueda delantera derecha del automóvil citado anteriormente que se mueve en una línea recta sobre asfalto a una velocidad de 60 km/h. Esta señal, procesada mediante análisis FFT, dio un espectro de frecuencias 210. De una manera similar, la señal 300 en la figura 35 proviene de un sensor idéntico asociado con el neumático sobre la rueda delantera derecha del mismo automóvil que se mueve en línea recta sobre bloques de pavimento a una velocidad de 60 km/h. Esta señal, procesada mediante análisis FFT, dio el espectro de frecuencias 310. El cálculo RMS realizado sobre los espectros 210 y 310 produjo los respectivos índices de confort indicados en 220 y 320. Si se ajusta el índice de confort óptimo en 100, el resultado es un índice de confort de 70 para el vehículo sobre asfalto y un índice de confort de 30 para el vehículo que se mueve sobre bloques de pavimento.

Debe indicarse que se decidió usar una convención mediante la cual cuanto más bajo sea el índice de confort menor es el confort.

Es posible ajustar un valor límite para el índice de confort con el que el conductor pueda comparar por sí mismo instante a instante o en intervalos de tiempo predeterminados.

Este índice límite se puede ajustar mediante el propio conductor o definirse mediante diferentes conductores en una serie de grupos caracterizados por diferentes hábitos de conducción: por ejemplo, es probable que el valor límite pueda ser, de hecho, muy diferente entre los individuos habituados a largos viajes y los individuos que usen el automóvil solamente en ocasiones.

Además, el índice de confort progresivo, si se calcula desde el inicio del viaje, puede expresar la fatiga física del conductor acumulada a lo largo del transcurso del viaje y su comparación con un índice límite puede aconsejar al conductor cuando detenerse sin poner en peligro su seguridad y la de los pasajeros. De esta manera, la necesidad de una pausa no está relacionada con el número de millas viajadas realmente, sino con la fatiga física del conductor, ya que una carretera que sea irregular y de difícil conducción induce un mayor cansancio que una carretera recta en buenas condiciones.

Según la invención, el índice de confort se puede usar para accionar los dispositivos de control del vehículo, tales como las suspensiones, variando su rigidez para adecuarlas a la condición de la carretera y/o a las preferencias del conductor.

Tercera parte

Se ha encontrado que, dependiendo del tipo de evento que se monitorice, el análisis de frecuencia espectral (FFT) puede ser innecesario.

Por ejemplo, si la magnitud del evento considerado se refiere a la amplitud de la señal suministrada por el sensor de la invención, un análisis de esta señal a lo largo del tiempo es suficiente.

Esta variante de la invención solamente incluye la etapa de procesamiento de la señal mediante el cálculo RMS explicado anteriormente.

Se dan a continuación una serie de ejemplos que muestran la determinación de los índices correlacionados con eventos específicos relacionados con el comportamiento de un vehículo sobre la base de esta variante de la invención.

Ejemplo 8 Índice que representa el fenómeno de aquaplaning

En condiciones de aquaplaning, para una velocidad de avance del vehículo dada, el agua que golpea la superficie del neumático alcanza una presión hidráulica igual a la que el neumático intercambia con la superficie de contacto sobre la que se mueve.

Esto significa que el agua que se forma bajo la huella del neumático tiende a elevar el neumático (empuje hidráulico) y reducir la porción del neumático en contacto con dicha superficie, en otras palabras, la huella disminuye.

Para monitorizar este evento se requiere el uso de por lo menos un sensor de la invención instalado en por lo menos una de las ruedas delanteras del vehículo, porque son las ruedas delanteras las que desarrollan primero el fenómeno de aquaplaning.

La amplitud de las señales que llegan desde los sensores dependen de la interacción entre el neumático y la carretera y, por lo tanto, también de la dimensiones de la huella del neumático. Durante el aquaplaning, esta última tiende a reducirse al aumentar el fenómeno, y por lo tanto la amplitud de la señal se reduce.

Por lo tanto, bajo condiciones de aquaplaning, es importante monitorizar la amplitud de las señales que llegan desde las ruedas delanteras: en particular, es importante monitorizar el gradiente (es decir, la variación a lo largo del tiempo) de esta amplitud.

El gradiente aumenta al aumentar la severidad del fenómeno.

El procesamiento RMS referido anteriormente, directamente aplicado a la señal emitida por el sensor, produce un índice de aquaplaning que, de la misma manera que la ya descrita, se puede procesar mediante una de las operaciones citadas en los ejemplos anteriores.

En particular, habiéndose definido un índice límite del evento, es posible comparar el índice calculado de manera instantánea con dicho índice límite y alertar así al conductor de la posibilidad de aquaplaning inminente: en cuyo caso sería aconsejable reducir la velocidad del vehículo.

Otra vez, el índice instantáneo se puede usar para regular y/o intervenir automáticamente sobre los sistemas de control relevantes del vehículo (ABS y similares).

Ejemplo 9 Índice que representa el deshinchado del neumático

Si un neumático está hinchado a la presión operativa normal y se mueve sobre la superficie de contacto bajo condiciones estándar predeterminadas, el sensor de la invención generará una señal periódica, con una periodicidad igual a una revolución de la rueda, que tiene una forma bien definida que depende, en particular, de las características del propio neumático.

La figura 30 representa la señal obtenida desde un sensor de la invención asociado con la rueda delantera derecha del vehículo citado anteriormente al moverse a lo largo de un tramo recto sobre una superficie básicamente lisa y uniforme a una velocidad de 60 km/h. La forma de la señal, especialmente la amplitud de los elementos distintivos de esta señal, a lo largo del intervalo de tiempo considerado (0,5 segundos), refleja esta condición.

En el caso de deshinchado, la forma de este gráfico cambia profundamente, tal como se representa en la figura 31, que muestra la señal generada por la misma rueda que en la figura 30, que se mueve bajo las mismas condiciones de desplazamiento, con una presión de hinchado igual al 50% de la presión operativa normal.

Incluso en este caso la señal generada por el sensor de la presente invención todavía se puede usar, en particular mediante cálculo RMS, para encontrar un índice descriptivo, instante a instante, del estado de hinchado de un neumático. Ventajosamente, después de haber predeterminado un índice límite, es posible generar, mediante una comparación del índice límite con el índice instantáneo, una señal específica, tal como una alarma, que se envía a continuación al conductor del vehículo para alertarlo del parcial o tal deshinchado del neumático.

Debe indicarse que el conocimiento del índice instantáneo permite un ajuste automático y/o la intervención que se ha de aplicar a los sistemas de control del vehículo y/o el restablecimiento de la presión de hinchado de los vehículos sobre el vehículo en movimiento.

Ejemplo 10 Índice que representa el agarre a la carretera en una línea recta

El agarre a la carretera en una línea recta se expresa como la variación de la carga vertical dinámica sobre una rueda de un vehículo dado en movimiento. Cuanto menor es esta variación en la carga dinámica vertical cuando cambian las condiciones operativas, mayor es el agarre a la carretera del neumático instalado en dicha rueda. En otras palabras, el neumático que tiende a elevarse lo mínimo al moverse sobre una superficie de contacto en el que tiene mejores características de agarre a la carretera.

El índice de este evento, que representa la variación en la carga vertical que se produce sobre dicha rueda, se puede calcular como se ha descrito en los Ejemplos 6 y 7 anteriores y, por analogía con las cuentas dadas repetidamente con referencia a otros casos, se puede usar si es necesario para ajustar los dispositivos de control automáticos del vehículo.

Cuarta parte

Se ha encontrado que, incluso cuando la determinación del evento, relativo a su tipo, se puede limitar a un análisis de la variación de una señal generada por un sensor de la invención en función del tiempo, puede ser necesario y/o aconsejable descomponer la señal en sus componentes axiales, tal como se ha descrito previamente.

Esta variante de la invención comprende solamente el procesamiento de los componentes individuales de la señal mediante el cálculo RMS citado anteriormente.

Ahora siguen una serie de ejemplos que muestran el cálculo de los índices relativos a eventos específicos en el comportamiento de un vehículo sobre la base de esta variante de la invención.

Ejemplo 11 Índice que representa la transferencia de la carga vertical

La información sobre la transferencia de la carga vertical se puede obtener mediante el análisis simultáneo de las variaciones en el componente de la fuerza vertical (carga) contenido en las señales que llegan desde los sensores de la invención asociados con al menos un par de ruedas de dicho vehículo.

Como la amplitud de este componente depende de la carga vertical sobre cada rueda, se observa durante eventos tales como el desplazamiento en una curva, frenando y acelerando, que la amplitud de la señal aumenta sobre las ruedas cargadas de manera más pesada durante el evento en cuestión y se vuelve menor en las otras ruedas.

Este evento se puede distinguir fácilmente de un aumento en la amplitud de la señal provocado por un aumento en la velocidad: comparando juntas las señales de un vehículo en movimiento (desplazamiento en una línea recta a una velocidad constante) a una velocidad v_{1}, y posteriormente, a una velocidad v_{2} > v_{1}, se verá que la mayor amplitud de las señales, cuando se considera un vehículo que se mueve a la velocidad v_{2} comparada con el mismo vehículo moviéndose a la velocidad v_{1}, se produce en todas las ruedas de manera simultánea, ya que las cuatro proporcionan la misma información sobre la velocidad.

Las figuras 36 y 37 muestran la secuencia de operaciones necesaria para calcular el índice de transferencia de carga en los casos de un vehículo que gira hacia la derecha y hacia la izquierda, respectivamente.

En mayor detalle, según la variante de la invención citada anteriormente, la figura 36 muestra la amplitud a lo largo del tiempo de las señales 410 y 420 que llegan desde un neumático delantero derecho y un neumático delantero izquierdo, respectivamente, que se mueven a una velocidad de 110 km/h sobre una trayectoria curvada hacia la derecha. La señal 420, comparada con la señal 410, exhibe una a mayor amplitud que la última, demostrando que cuando se gira hacia la derecha es el neumático izquierdo delantero el que entra bajo la mayor tensión.

La figura 36 muestra el valor de la diferencia, obtenida por el cálculo RMS, entre la señal que lleva desde un sensor de la invención asociado con la rueda delantera derecha, por un lado, y la de un sensor similar asociado con la rueda delantera izquierda, por el otro, y esto corresponde al índice de la transferencia de carga asociado con este evento en particular, si 100 es el índice de transferencia de carga óptimo, el índice de referencia 430 mostrado en la figura 36 es igual a 70.

De la misma manera que la figura 36, la figura 37 muestra la amplitud a lo largo del tiempo de las señales 510 y 520 que llegan desde un sensor de la invención asociado con el neumático derecho delantero, por un lado, y desde un sensor similar asociado con el neumático izquierdo delantero, por el otro, del vehículo citado anteriormente que se desplaza a una velocidad de 110 km/h en una trayectoria curvada hacia la izquierda, En este caso, la señal 510, cuando se compara con la señal 520, presenta una mayor amplitud que esta última, confirmando que cuando se gira a la izquierda, el neumático bajo mayor tensión es el neumático delantero derecho.

La figura 37 muestra el valor de la diferencia, obtenido mediante el cálculo RMS, entre las respectivas señales 510 y 520, que corresponde al índice de transferencia de carga asociado con este evento. En particular, si 100 es el índice de transferencia de carga óptimo, el índice de referencia 530 en la figura 37 es igual a 50.

Ejemplo 12 Índice que representa la tensión a partir de torsión

Una señal desde un sensor de la invención generada al variar la torsión aplicada a una rueda en movimiento presenta variaciones súbitas, a lo largo del tiempo, en la distancia entre los diferentes elementos distintivos de la señal, respecto al cambio de la velocidad de la rueda al pasar a través de una serie de aceleraciones y desaceleraciones longitudinales del vehículo. Estas aceleraciones y desaceleraciones son problemáticas para el conductor del vehículo y para cualquier pasajero.

Otra vez, según la presente invención, usando el cálculo RMS es posible obtener un índice que describe el evento (aceleraciones y desaceleraciones en la dirección longitudinal, es decir, a lo largo del eje x) que se puede comparar, si se requiere, con un índice límite predeterminado, tal como se ha descrito anteriormente con relación a los otros tipos de eventos.

Claims (21)

1. Sistema para la determinación continua de la interacción entre un neumático (1) y el suelo durante el movimiento de un vehículo a motor, incluyendo dicho sistema dicho neumático (1) y medios de procesamiento (8), comprendiendo dicho neumático (1) una carcasa (2), una banda de rodadura (3), telas de cintura (6), flancos (4), talones (5) y por lo menos un primer sensor (7; 307; 407; 507; 607; 707; 807) asociado para su funcionamiento con dichos medios de procesamiento (8), caracterizado por el hecho de que dicho primer sensor (7; 307; 407; 507; 607; 707; 807) comprende un elemento piezoeléctrico alargado (10; 12; 20; 210) cuya longitud es por lo menos dos veces mayor que su anchura y que se extiende a lo largo de una primera porción de dicho neumático (1) para suministrar una primera señal eléctrica que se genera por la rotación de dicho neumático (1) y se forma de manera cíclica en cada revolución del neumático (1), teniendo dicha primera señal eléctrica elementos distintivos debidos a las no uniformidades de dicho neumático (1) y dichos medios de procesamiento (8) siendo capaces de adquirir dicha primera señal eléctrica y detectar variaciones en dichos elementos distintivos de dicha primera señal eléctrica para determinar de manera continua la interacción entre dicho neumático (1) y el suelo durante dicho movimiento de dicho vehículo a motor.

2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicha primera señal es proporcional a las variaciones de la deformación sufridas por dicho primer sensor piezoeléctrico (7; 307; 407; 507; 607; 707; 807) durante la rotación de dicho neumático (1).

3. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho primer sensor piezoeléctrico (7) se aplica a lo largo de por lo menos una porción de una circunferencia predeterminada de dicho neumático (1).

4. Sistema según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que dicha circunferencia en una circunferencia ecuatorial.

5. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho sensor piezoeléctrico (307) se aplica a lo largo de una porción de un perfil meridiano (16) de dicho neumático (1).

6. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que dicho primer sensor piezoeléctrico (7) se aplica a una superficie interna de dicha carcasa (2).

7. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que dicho primer sensor piezoeléctrico (7) está incrustado en dicha carcasa (2), en dichas telas de cintura (6), en dicha banda de rodadura (3) o en un talón (6).

8. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que comprende por lo menos un segundo sensor piezoeléctrico (107; 207) asociado con dicho neumático (1), comprendiendo dicho segundo sensor piezoeléctrico (107; 207) un elemento piezoeléctrico alargado (12) cuya longitud es por lo menos dos veces mayor que su anchura y que se extiende a lo largo de una segunda porción de dicho neumático (1) y es capaz de suministrar una segunda señal eléctrica que se genera mediante la rotación de dicho neumático (1) y se forma de manera cíclica en cada revolución del neumático (1), teniendo dicha segunda señal eléctrica elementos distintivos debidos a las no uniformidades de dicho neumático (1) y siendo capaces dichos medios de procesamiento (8) de adquirir dicha segunda señal eléctrica y detectar variaciones en dichos elementos distintivos de dichas primera y segunda señales eléctricas para determinar de manera continua la interacción entre dicho neumático (1) y el suelo durante dicho movimiento de dicho vehículo a motor.

9. Sistema según la reivindicación 8, caracterizado por el hecho de que dicha segunda señal se proporcional a las variaciones de la deformación sufrida por dicho segundo sensor piezoeléctrico (107; 207) durante la rotación de dicho neumático (1).

10. Sistema según la reivindicación 8, caracterizado por el hecho de que dicho segundo sensor piezoeléctrico (107) se aplica a lo largo de una circunferencia que forma parte de dicho talón (5).

11. Sistema según la reivindicación 8, caracterizado por el hecho de que dicho segundo sensor piezoeléctrico (207) se aplica a lo largo de una porción de talón de un perfil meridiano (16) de dicho neumático (1).

12. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 anteriores, caracterizado por el hecho de que dichos primer y segundo sensores piezoeléctricos (10) con cables piezoeléctricos coaxiales.

13. Sistema según la reivindicación 12, caracterizado por el hecho de que dicho cable coaxial piezoeléctrico (10) comprende un núcleo central (11) hecho a partir de material eléctricamente conductor, una capa aislante (12) formada por un polímero piezoeléctrico, una envoltura de malla (13) hecha de un material eléctricamente conductor, y una funda (14).

14. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 anteriores, caracterizado por el hecho de que dicho sensor piezoeléctrico (407; 507) comprende un cable (110; 210) que consiste en porciones piezoeléctricas (20) y porciones eléctricamente conductoras no piezoeléctricas (21), conectadas eléctricamente.

15. Sistema según la reivindicación 14, caracterizado por el hecho de que dichas porciones piezoeléctricas (20) y dichas porciones conductoras no piezoeléctricas (21) se siguen una a la otra en una secuencia alterna.

16. Sistema según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que dichas porciones piezoeléctricas (20) y dichas porciones conductoras no piezoeléctricas (21) se siguen entre sí en una configuración en zigzag.

17. Sistema según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que dichas porciones piezoeléctricas (20) y dichas porciones conductoras no piezoeléctricas (21) están alineadas.

18. Sistema según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que dicho cable piezoeléctrico (210) comprende un núcleo central conductor (211), porciones tubulares (112) de material piezoeléctrico aislante y porciones tubulares (121) de material no piezoeléctrico que cubren dicho núcleo y se siguen entre sí longitudinalmente en una disposición alterna, una malla eléctricamente conductora (213) que está envuelta alrededor de dichas porciones (112, 121) y una funda de cubierta (214).

19. Sistema según la reivindicación 1, para la determinación continua de la interacción entre un neumático (1) montado en su llanta de montaje y el suelo durante el movimiento de un vehículo a motor, caracterizado por el hecho de que dicho primer sensor piezoeléctrico (707) está alojado en una ranura anular (35) rebajada en el interior de un lateral (34) de una llanta (15) y permanece en contacto con la superficie externa de dicho talón (5).

20. Sistema según la reivindicación 19, caracterizado por el hecho de que dicho primer sensor piezoeléctrico (807) está instalado en un lateral (34) de una llanta (15) y comprende secciones (36) que son sensibles a la deformación de un talón (5) y están en el interior de dicho lateral (34), alternando con secciones (37) que son insensibles a la deformación de dicho talón (5) y que están en el exterior de dicho lateral (34).

21. Sistema según la reivindicación 20, caracterizado por el hecho de que un transmisor de señal de radio (39) está instalado en dicho lateral (34) de dicha llanta (15).