ES2941514T3 - Sistema y procedimiento de detección de daños en neumáticos - Google Patents

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ES2941514T3 ES19737233T ES19737233T ES2941514T3 ES 2941514 T3 ES2941514 T3 ES 2941514T3 ES 19737233 T ES19737233 T ES 19737233T ES 19737233 T ES19737233 T ES 19737233T ES 2941514 T3 ES2941514 T3 ES 2941514T3
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Marco Pascucci
Lorenzo Alleva
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Abstract

La invención se refiere a un método de detección de daños en neumáticos que incluye una etapa de detección de daños en neumáticos que comprende: proporcionar un dispositivo de adquisición (11), que se instala a bordo de un vehículo de motor (2) equipado con dos o más ruedas provistas de neumáticos, y que está acoplado a un bus de vehículo (20) del vehículo de motor (2), y un dispositivo/sistema de procesamiento (12, 12A, 12B) que almacena un modelo predefinido de daños en neumáticos; adquirir, por el dispositivo de adquisición (11) del bus del vehículo (20), señales indicativas de velocidades del vehículo de motor (2) y de una rueda de dicho vehículo de motor (2); emitir, por el dispositivo de adquisición (11), cantidades indicativas de las velocidades del vehículo de motor (2) y de la rueda del mismo; recibir, por el dispositivo/sistema de procesamiento (12, 12A, 12B) desde el dispositivo de adquisición (11), las magnitudes indicativas de las velocidades del vehículo a motor (2) y de la rueda de dicho vehículo a motor (2); calcular, mediante el dispositivo/sistema de procesamiento (12, 12A, 12B), en base a las cantidades indicativas de las velocidades del vehículo de motor (2) y de la rueda de dicho vehículo de motor (2), una velocidad de rueda normalizada indicativa de un relación entre la velocidad de la rueda y la velocidad del vehículo de motor; y detectar, mediante el dispositivo/sistema de procesamiento (12, 12A, 12B), un daño potencial en un neumático de la rueda del vehículo de motor (2) en base al modelo de daño de neumático predefinido y en la velocidad de rueda normalizada. En particular, el método de detección de daños en neumáticos según la presente invención incluye también una etapa preliminar que comprende: realizar pruebas que implican impactos de neumáticos de prueba contra/sobre diferentes obstáculos a diferentes velocidades del vehículo de motor; medir/adquirir velocidades de ruedas y vehículos de motor relacionadas con la prueba durante las pruebas realizadas; computar velocidades de rueda normalizadas relacionadas con la prueba en base a las velocidades de la rueda y del vehículo de motor relacionadas con la prueba; y determinar el modelo de daño de neumático predefinido que utilizará el dispositivo/sistema de procesamiento (12, 12A, 12B) en el paso de detección de daño de neumático sobre la base de las velocidades de rueda normalizadas relacionadas con la prueba y las velocidades del vehículo de motor relacionadas con la prueba que corresponden a los impactos de los neumáticos de prueba. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema y procedimiento de detección de daños en neumáticos
Referencia cruzada a solicitudes relacionadas
Esta solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente italiana n.° 102018000005904 presentada el 31 de mayo de 2018.
Campo técnico de la invención
La presente invención se refiere a un sistema y a un procedimiento para detectar daños potenciales a neumáticos de vehículos de motor debido a impactos contra/sobre obstáculos.
Estado de la técnica
Como se conoce, un impacto de una rueda de un vehículo de motor contra/sobre un obstáculo, tal como una acera, un bache o un badén, puede provocar daños al neumático de la rueda, en particular a la carcasa (es decir, la cubierta) del neumático.
En particular, una protuberancia visible externamente en la pared lateral de un neumático indica típicamente que las cuerdas se han roto dentro de la carcasa debido a un impacto contra/sobre un obstáculo. De hecho, conducir sobre objetos tales como bordillos, badenes y baches puede hacer que cuerdas individuales se rompan.
Si un neumático dañado (por ejemplo, un neumático con algunas cuerdas dañadas) no se detecta inmediatamente y, por lo tanto, no se repara/reemplaza rápidamente, manteniendo la conducción con dicho neumático dañado, existe el riesgo de romper/destruir completamente la carcasa del neumático e incluso dañar la llanta de la rueda y/o la suspensión (por ejemplo, en caso de impactos adicionales del neumático dañado contra/sobre otros obstáculos).
Por lo tanto, en el sector automotriz se percibe notablemente la necesidad de tecnologías de detección de daños en los neumáticos capaces de detectar automática y rápidamente daños potenciales a los neumáticos de los vehículos de motor. Por ejemplo, una solución conocida de este tipo se proporciona en el documento DE 102016-105-281 A1, que se refiere a un sistema de detección de impactos en las ruedas y de advertencia al conductor. En particular, el documento DE 10-2016­ 105 281 A1 describe un sistema de detección de impacto en las ruedas de un vehículo, cuyo sistema de detección de impactos en las ruedas incluye:
• al menos un sensor que mide una aceleración de una rueda de un vehículo resultante de un impacto a la rueda del vehículo;
• un procesador que determina la gravedad del impacto a la rueda del vehículo como función de la medición de la aceleración; y
• un dispositivo de salida que alerta al conductor del daño potencial de la rueda del vehículo basándose en la gravedad del impacto determinado a la rueda del vehículo.
Además, el documento EP 1 -457-388 A1 describe un procedimiento y aparato para estimar el estado de la superficie de la carretera y el estado de funcionamiento del neumático. En particular, según el documento EP 1 -457-388 A1, la frecuencia de una señal de información indicativa de la vibración de una rueda detectada por un sensor de aceleración montado en la rueda, o la frecuencia de una señal de información indicativa de un cambio en la presión de un gas en un neumático detectado por un sensor de presión instalado en el neumático, se analiza mediante medios de análisis de frecuencia. Son detectados el valor de banda del espectro de vibración obtenido o el espectro del cambio de presión, y el nivel de vibración o de cambio de presión en la banda de frecuencia detectada se compara con una tabla de niveles de vibración que muestra la relación entre el coeficiente de fricción de la carretera y el nivel de vibración almacenados en medios de almacenamiento de niveles de vibración, o una tabla de niveles de cambio de presión que muestra la relación entre el coeficiente de fricción de la carretera y el nivel de cambio de presión almacenado en medios de almacenamiento de niveles de cambio de presión, para estimar un coeficiente de fricción de la carretera.
Además, el documento EP 2-586-629 A1 describe un procedimiento para determinar fallos internos, tales como separaciones, de un neumático. En particular, según el documento EP 2-586-629 A1, las señales de aceleración radial de un neumático durante el desplazamiento del vehículo son detectadas por un sensor de aceleración unido a la superficie interna del neumático en el centro axial de la banda de rodamiento. Un análisis de frecuencia se realiza en las señales de aceleración radial para obtener un espectro de frecuencia. Se calcula un valor de banda de una banda de frecuencias específicas dentro del intervalo de 100 Hz-400 Hz, que incluye la frecuencia del segundo pico más bajo de los picos que aparecen en el espectro de frecuencias. Luego se realiza una verificación para ver si la diferencia entre este valor de banda y un valor de banda predeterminado de un neumático normal excede un valor umbral. Si se excede dicho valor umbral, se determina que un fallo interno, tal como una separación, está presente en el neumático.
Finalmente, el documento DE 102016014960 A1 divulga un dispositivo para el control de los neumáticos en un vehículo, en donde dicho dispositivo emplea al menos una unidad de sensor integrada en un neumático para monitorizar una condición de un neumático del mismo y al menos una unidad de salida dispuesta en el vehículo para emitir datos detectados relacionados con la condición del neumático.
Objeto y resumen de la invención
El objeto de la presente invención es proporcionar una tecnología para realizar la detección de daños en los neumáticos de una manera más eficiente y confiable que las tecnologías de detección de daños en los neumáticos conocidas actualmente. Este y otros objetos se consiguen mediante la presente invención en que se refiere a un procedimiento de detección de daños en UN neumático, como se define en las reivindicaciones adjuntas.
En particular, la presente invención se refiere a un procedimiento de detección de daños en neumáticos que incluye una etapa de detección de daños en el neumático que comprende:
• proporcionar
- un dispositivo de adquisición, que se instala a bordo de un vehículo de motor equipado con dos o más ruedas equipadas con neumáticos, y que está acoplado a un bus de vehículo del vehículo de motor, y
- un dispositivo/sistema de procesamiento que almacena un modelo predefinido de daños de neumáticos;
• adquirir, mediante el dispositivo de adquisición, desde el bus del vehículo, señales indicativas de las velocidades del vehículo de motor y de una rueda de dicho vehículo de motor;
• emitir, mediante el dispositivo de adquisición, cantidades indicativas de las velocidades del vehículo de motor y de las ruedas del mismo;
• recibir, mediante el dispositivo/sistema de procesamiento, del dispositivo de adquisición, las cantidades indicativas de las velocidades del vehículo de motor y de las ruedas de dicho vehículo de motor;
• calcular, mediante el dispositivo/sistema de procesamiento, basándose en las cantidades indicativas de las velocidades del vehículo de motor y de las ruedas del mismo, una velocidad de rueda normalizada indicativa de una relación de la velocidad de la rueda a la velocidad del vehículo de motor; y
• detectar, mediante el dispositivo/sistema de procesamiento, un daño potencial a un neumático de una rueda del vehículo de motor basándose en el modelo de daños de neumáticos predefinido y en la velocidad normalizada de la rueda. Además, el procedimiento de detección de daños en el neumático según la presente invención también incluye una etapa preliminar que comprende:
• realizar pruebas que implican impactos de neumáticos contra/sobre diferentes obstáculos a diferentes velocidades del vehículo de motor;
• medir/adquirir las velocidades de la rueda relacionada con la prueba y las velocidades del vehículo de motor durante las pruebas realizadas;
• calcular las velocidades de rueda normalizadas relacionadas con la prueba en función de la rueda relacionada con la prueba y las velocidades del vehículo de motor; y
• determinar el modelo de daño de neumáticos predefinido para ser utilizado por el dispositivo/sistema de procesamiento en la etapa de detección de daños en el neumático sobre la base de las velocidades de rueda normalizadas relacionadas con la prueba y las velocidades del vehículo de motor relacionadas con la prueba que corresponden a los impactos del neumático de prueba.
Breve descripción de los dibujos
Para una mejor comprensión de la presente invención, se describirán ahora realizaciones preferidas, que están destinadas puramente a modo de ejemplos no limitantes con referencia a los dibujos adjuntos (ninguno a escala), donde:
• La Figura 1 muestra ejemplos de velocidades de rueda en caso de impactos contra/sobre obstáculos, tales como aceras y badenes, a diferentes velocidades del vehículo de motor;
• La Figura 2 muestra ejemplos de velocidades de rueda normalizadas en caso de impactos contra/sobre obstáculos, tales como aceras y badenes, a diferentes velocidades del vehículo de motor;
• La Figura 3 muestra ejemplos de diferencias relativas pico a pico en la velocidad normalizada de la rueda como función de la velocidad del vehículo de motor;
• La Figura 4 ilustra esquemáticamente un sistema de detección de daños en neumáticos según una realización preferida de la presente invención; y
• Las Figuras 5 y 6 ilustran esquemáticamente dos realizaciones preferidas específicas del sistema de detección de daños en el neumático de la Figura 4.
Descripción detallada de realizaciones preferidas de la invención
La siguiente discusión se presenta para permitir que un experto en la materia realice y use la invención. Varias modificaciones a las realizaciones serán fácilmente evidentes para los expertos en la técnica, sin apartarse del alcance de la presente invención tal y como se reivindica. Por lo tanto, la presente invención no pretende limitarse a las realizaciones mostradas y descritas, sino que se le ha de conceder el alcance más amplio de protección consistente con los principios y características divulgados en esta invención y definidos en las reivindicaciones adjuntas.
El solicitante ha llevado a cabo un estudio en profundidad con el fin de concebir y desarrollar una innovadora tecnología de detección de daños en los neumáticos con una eficiencia y confiabilidad mejoradas con respecto a las soluciones existentes. Durante este estudio en profundidad, el solicitante ha realizado varias pruebas con diferentes obstáculos (por ejemplo, aceras, badenes y baches) a diferentes velocidades del vehículo de motor (por ejemplo, de 40 km/h hasta 90 km/h), en donde, para cada prueba, se han adquirido/medido las velocidades del vehículo de motor y las velocidades de las ruedas. A este respecto, la Figura 1 muestra ejemplos de velocidades de rueda adquiridas/medidas durante las pruebas realizadas en caso de impactos contra/sobre obstáculos, tales como aceras y badenes, a diferentes velocidades del vehículo de motor. Cada velocidad de rueda adquirida/medida se ha normalizado con respecto a la velocidad correspondiente del vehículo de motor, para obtener una relación de porcentaje de la velocidad de la rueda a la velocidad correspondiente del vehículo de motor. A este respecto, la Figura 2 muestra ejemplos de velocidades de rueda normalizadas calculadas durante las pruebas realizadas en caso de impactos contra/sobre obstáculos, tales como aceras y badenes, a diferentes velocidades del vehículo de motor. Como se muestra en la Figura 2, en caso de impacto contra/sobre una acera o un badén, la velocidad normalizada de la rueda asume un valor mínimo local y luego un valor máximo local. Además, a partir de otras pruebas realizadas con diferentes obstáculos de las aceras y badenes, tales como baches, el solicitante ha observado un comportamiento “opuesto” de la velocidad de rueda normalizada, concretamente la presencia, en primer lugar, de un valor máximo local y, a continuación, de un valor mínimo local.
Por lo tanto, a partir de los resultados de las pruebas realizadas, el solicitante ha inferido que la presencia de dos picos opuestos sucesivos de la velocidad de rueda normalizada es indicativa de un impacto de la rueda contra/sobre un obstáculo. Además, el solicitante también ha observado que el intervalo de tiempo entre dos picos opuestos sucesivos de la velocidad de rueda normalizada, que son indicativas de un impacto de la rueda contra/sobre un obstáculo, disminuye a medida que aumenta la velocidad del vehículo de motor.
Por lo tanto, el solicitante ha tenido la idea inteligente de explotar estas características para detectar daños a los neumáticos. A este respecto, la Figura 3 muestra ejemplos de diferencias relativas pico a pico en la velocidad normalizada de la rueda en función de la velocidad del vehículo de motor. El gráfico de la Figura 3 presenta sustancialmente una tendencia exponencial negativa del tipo y = Ce-ax.
Por lo tanto, comenzando a partir de las observaciones, deducciones e intuiciones anteriores, el solicitante ha concebido un procedimiento de detección de daños en los neumáticos que incluye una etapa preliminar y una etapa de detección de daños en el neumático, en donde la etapa preliminar comprende:
• realizar pruebas que implican impactos de neumáticos contra/sobre diferentes obstáculos a diferentes velocidades del vehículo de motor; y
• determinar, en base a los resultados de las pruebas realizadas, uno o más modelos predefinidos de daños en neumáticos a usar en la etapa de detección de daños en el neumático para detectar daños potenciales a uno o más neumáticos de un vehículo de motor.
En particular, partiendo de la metodología general anterior, el solicitante ha concebido tres implementaciones preferidas de la etapa de detección de daños en el neumático que se describirá en detalle a continuación.
Para este fin, la Figura 4 ilustra de manera esquemática (en particular, por medio de un diagrama de bloques) una arquitectura funcional de un sistema de detección de daños en neumáticos (indicado en su totalidad) según una realización preferida de la presente invención.
En particular, el sistema de detección de daños en neumáticos 1 incluye:
• un dispositivo de adquisición 11, que está
- instalado a bordo de un vehículo de motor (no mostrado en la Figura 4 - por ejemplo, un scooter, una motocicleta, un automóvil, un van, un camión, etc.) equipado con dos o más ruedas, cada una equipada con un neumático, y
- acoplado a un bus de vehículo 20 (por ejemplo, basado en un estándar de bus de la Red de Área de la Controladora (CAN) de dicho vehículo de motor; y
• un dispositivo/sistema de procesamiento 12, que está
- conectado, en una forma cableada o inalámbrica, al dispositivo de adquisición 11, y
- configurado para almacenar un modelo de daños de neumáticos predefinido (que, como se ha explicado anteriormente, se ha determinado en la etapa preliminar).
Según una primera implementación preferida de la etapa de detección de daños en el neumático,
• el dispositivo de adquisición 11 está configurado para
- adquirir, desde el bus del vehículo 20, señales indicativas de velocidades del vehículo de motor y de una rueda de dicho vehículo de motor (convenientemente, señales de velocidad expresadas en kilómetros o millas por hora), y - transmitir cantidades indicativas de las velocidades del vehículo de motor y de las ruedas del mismo; y
• el dispositivo/sistema de procesamiento 12 está configurado para recibir, desde el dispositivo de adquisición 11, las cantidades indicativas de las velocidades del vehículo de motor y de las ruedas de dicho vehículo de motor, y - calcular, en base a las cantidades indicativas de las velocidades del vehículo de motor y de las ruedas del mismo, una primera velocidad de rueda normalizada indicativa de una relación (preferiblemente, una relación de porcentaje) de la velocidad de rueda a la velocidad del vehículo de motor, y
- detectar un daño potencial a un neumático de la rueda del vehículo de motor (por ejemplo, un daño potencial a la carcasa/cuerdas del neumático) basándose en el modelo de daño en neumáticos predefinido y en la primera velocidad de rueda normalizada.
Por ejemplo, la siguiente fórmula matemática puede usarse convenientemente para calcular la primera velocidad de rueda normalizada en un instante de tiempo genérico tk:
Vn 1 (tk) = (vw(tk) * 100)/vv(tk),
donde vm (tk), vW(tk) y vV(tk) indican, respectivamente, la primera velocidad de rueda normalizada, la velocidad de la rueda y la velocidad del vehículo de motor en dicho instante de tiempo genérico tk.
Preferiblemente, el modelo de daños de neumáticos predefinido incluye un conjunto de primeros umbrales predefinidos relacionados con diferentes valores de velocidad del vehículo de motor y un conjunto de primeros intervalos de tiempo predefinidos relacionados con diferentes valores de velocidad del vehículo de motor (en donde dichos primeros umbrales predefinidos y dichos primeros intervalos de tiempo predefinidos se determinan convenientemente en la etapa preliminar). Además, el dispositivo/sistema de procesamiento 12 está programado preferentemente para:
• seleccionar uno de los primeros umbrales predefinidos y uno de las primeros intervalos de tiempo predefinidos dependiendo de la velocidad del vehículo de motor;
• analizar la primera velocidad de rueda normalizada por medio de una primera ventana de tiempo de deslizamiento que tiene el primer intervalo de tiempo predefinido;
• detectar un valor máximo y un valor mínimo de la primera velocidad de rueda normalizada dentro de la primera ventana de tiempo de deslizamiento; y
• detectar un daño potencial al neumático de la rueda del vehículo de motor si una diferencia entre dichos valores máximo y mínimo excede el primer umbral predefinido seleccionado.
En otras palabras, el primer umbral predefinido real y el primer intervalo de tiempo predefinido real usado por el dispositivo/sistema de procesamiento 12 para, respectivamente, la detección del daño del neumático y la primera ventana de tiempo de deslizamiento se seleccionan, por dicho dispositivo/sistema de procesamiento 12, dependiendo del valor real de la velocidad del vehículo de motor.
Además, la detección de daños en el neumático se puede basar convenientemente en la presión de inflamiento del neumático (de hecho, el riesgo de daño a un neumático aumenta a medida que disminuye la presión de inflamiento del neumático). En este caso, el dispositivo de adquisición 11 se configura convenientemente para:
• adquirir, desde el bus del vehículo 20, también una señal indicativa de una presión de inflamiento de neumáticos del neumático de la rueda del vehículo de motor; y
• transmitir cantidades indicativas de dicha presión de inflamiento del neumático.
Adicionalmente, los primeros umbrales predefinidos se relacionan convenientemente con diferentes valores de velocidad del vehículo de motor y diferentes valores de presión de inflamiento de los neumáticos, y el dispositivo/sistema de procesamiento 12 se configura convenientemente para recibir, desde el dispositivo de adquisición 11, también las cantidades indicativas de la presión de inflamiento de los neumáticos, y se programa convenientemente para seleccionar uno de los primeros umbrales predefinidos dependiendo de la velocidad del vehículo de motor y la presión de inflamiento de los neumáticos.
En otras palabras, se selecciona el primer umbral predefinido real utilizado por el dispositivo/sistema de procesamiento 12 para la detección del daño del neumático, por dicho dispositivo/sistema de procesamiento 12, dependiendo del valor real de la velocidad del vehículo de motor y del valor real de la presión de inflamiento de los neumáticos.
En cambio, según una segunda implementación preferida de la etapa de detección de daños en el neumático,
• el dispositivo de adquisición 11 está configurado para
- adquirir, desde el bus del vehículo 20, una señal indicativa de una velocidad de una rueda del vehículo de motor (convenientemente, una señal de velocidad de rueda expresada en kilómetros o millas por hora), y
- transmitir cantidades indicativas de la velocidad de la rueda; y
• el dispositivo/sistema de procesamiento 12 está configurado para recibir, desde el dispositivo de adquisición 11, las cantidades indicativas de la velocidad de la rueda, y
- calcular, en base a las cantidades indicativas de la velocidad de la rueda, una segunda velocidad de rueda normalizada indicativa de una relación (preferiblemente, una relación de porcentaje) de la velocidad de la rueda a una velocidad promedio de la rueda indicativa de la velocidad del vehículo de motor, y
- detectar un daño potencial a un neumático de una rueda del vehículo de motor basándose en el modelo de daños de neumáticos predefinido y en la segunda velocidad de rueda normalizada.
Por ejemplo, la siguiente fórmula matemática puede usarse convenientemente para calcular la segunda velocidad de rueda normalizada en un instante de tiempo genérico tk:
VN2(tk) = (vw(tk) * 100)/vA(tk),
donde vN2(tk) y vW(tk) indica, respectivamente, la segunda velocidad de rueda normalizada y la velocidad de la rueda en el instante de tiempo genérico tk, al tiempo que vA(tk) denota una velocidad media de la rueda asociada con dicho instante de tiempo genérico tk. Convenientemente, la velocidad media de rueda vA(tk) puede calcularse como un promedio de una pluralidad de valores de velocidad de rueda en instantes de tiempo que pueden preceder y/o seguir al instante de tiempo genérico tk, en donde dicha pluralidad de valores de velocidad de rueda también puede comprender el valor de velocidad de rueda en el instante de tiempo genérico t k.
Preferiblemente, el modelo de daño de neumáticos predefinido incluye un conjunto de segundos umbrales predefinidos relacionados con diferentes valores de velocidad promedio de rueda y un conjunto de segundos intervalos de tiempo predefinidos relacionados con diferentes valores de velocidad promedio de rueda (en donde dichos segundos umbrales predefinidos y dichos segundos intervalos de tiempo predefinidos se determinan convenientemente en la etapa preliminar). Además, el dispositivo/sistema de procesamiento 12 está programado preferentemente para:
• seleccionar uno de los segundos umbrales predefinidos y uno de los segundos intervalos de tiempo predefinidos dependiendo de la velocidad promedio de la rueda
• analizar la segunda velocidad de rueda normalizada por medio de una segunda ventana de tiempo de deslizamiento que tiene el segundo intervalo de tiempo predefinido;
• detectar un valor máximo y un valor mínimo de la segunda velocidad de rueda normalizada dentro de la segunda ventana de tiempo de deslizamiento; y
• detectar un daño potencial al neumático de la rueda del vehículo de motor si una diferencia entre dichos valores máximo y mínimo excede el segundo umbral predefinido seleccionado.
Además, también según la segunda implementación preferida de la etapa de detección de daños en el neumático, la detección de daños en el neumático se puede basar convenientemente en la presión de inflamiento de los neumáticos. En este caso, el dispositivo de adquisición 11 se configura convenientemente para:
• adquirir, desde el bus del vehículo 20, también una señal indicativa de una presión de inflamiento de neumáticos del neumático de la rueda del vehículo de motor; y
• transmitir cantidades indicativas de dicha presión de inflamiento del neumático.
Adicionalmente, los segundos umbrales predefinidos se relacionan convenientemente con diferentes valores de velocidad promedio de la rueda y diferentes valores de presión de inflamiento de los neumáticos, y el dispositivo/sistema de procesamiento 12 se configura convenientemente para recibir, desde el dispositivo de adquisición 11, también las cantidades indicativas de la presión de inflamiento de los neumáticos, y se programa convenientemente para seleccionar uno de los segundos umbrales predefinidos dependiendo de la velocidad media de la rueda y la presión de inflamiento de los neumáticos.
En cambio, según una tercera implementación preferida de la etapa de detección de daños en el neumático,
• el dispositivo de adquisición 11 está configurado para
- adquirir, desde el bus del vehículo 20, una señal indicativa de una velocidad de una rueda del vehículo de motor (convenientemente, una señal de velocidad de rueda expresada en kilómetros o millas por hora), y
- transmitir cantidades indicativas de la velocidad de la rueda;
• el modelo de daños de neumáticos predefinido incluye un conjunto de terceros umbrales predefinidos relacionados con diferentes valores de velocidad de rueda de referencia y un conjunto de terceros intervalos de tiempo predefinidos relacionados con diferentes valores de velocidad de rueda de referencia (en donde dichos terceros umbrales predefinidos y dichos terceros intervalos de tiempo predefinidos se determinan convenientemente en la etapa preliminar); y
• el dispositivo/sistema de procesamiento 12 está configurado para recibir, desde el dispositivo de adquisición 11, las cantidades indicativas de la velocidad de la rueda, y
- analizar la velocidad de la rueda por medio de una tercera ventana de tiempo de deslizamiento,
- seleccionar uno de los terceros umbrales predefinidos y uno de los terceros intervalos de tiempo predefinidos basándose en un valor de velocidad de la rueda de referencia dado que es un valor de velocidad de la rueda, o un promedio de valores de velocidad de la rueda, inmediatamente anterior y/o posterior a la tercera ventana de tiempo de deslizamiento (se supone que dicho valor de velocidad de la rueda de referencia dado es indicativo de la velocidad del vehículo de motor), en donde dicha tercera ventana de tiempo de deslizamiento tiene el tercer intervalo de tiempo predefinido seleccionado, - detectar un valor máximo y un valor mínimo de la velocidad de la rueda dentro de la tercera ventana de tiempo de deslizamiento,
- calcular una diferencia entre dichos valores máximos y mínimos,
- calcular una relación de la diferencia entre dichos valores máximos y mínimos al valor de velocidad de la rueda de referencia dado, y
- detectar un daño potencial al neumático de la rueda del vehículo de motor si la relación de la diferencia entre dichos valores máximos y mínimos al valor de velocidad de la rueda de referencia dado supera el tercer umbral predefinido seleccionado.
Además, también según la tercera implementación preferida de la etapa de detección de daños en el neumático, la detección de daños en el neumático se puede basar convenientemente en la presión de inflamiento de los neumáticos. En este caso, el dispositivo de adquisición 11 se configura convenientemente para:
• adquirir, desde el bus del vehículo 20, también una señal indicativa de una presión de inflamiento de neumáticos del neumático de la rueda del vehículo de motor; y
• transmitir cantidades indicativas de dicha presión de inflamiento del neumático.
Adicionalmente, los terceros umbrales predefinidos se relacionan convenientemente con diferentes valores de velocidad de la rueda de referencia y diferentes valores de presión de inflamiento de los neumáticos, y el dispositivo/sistema de procesamiento 12 se configura convenientemente para recibir, desde el dispositivo de adquisición 11, también las cantidades indicativas de la presión de inflamiento de los neumáticos, y se programa convenientemente para seleccionar uno de los terceros umbrales predefinidos dependiendo del valor de velocidad de la rueda de referencia dado y la presión de inflamiento de los neumáticos.
Según la primera, segunda y tercera implementaciones preferidas de la etapa de detección de daños en el neumático, el dispositivo de adquisición 11 puede configurarse convenientemente para producir las cantidades indicativas de la velocidad de la rueda muestreando la señal indicativa de dicha velocidad adquirida desde el bus del vehículo 20 con una frecuencia de muestreo igual o superior a 50 Hz, preferentemente igual o superior a 100 Hz.
Además, según la primera implementación preferida de la etapa de detección de daños en el neumático, el dispositivo de adquisición 11 puede configurarse convenientemente para producir las cantidades indicativas de la velocidad del vehículo de motor muestreando la señal indicativa de dicha velocidad adquirida desde el bus del vehículo 20 con la misma frecuencia de muestreo que la utilizada para la velocidad de la rueda, o con una frecuencia de muestreo más baja (por ejemplo, 5 o 10 Hz).
De nuevo con referencia a la Figura 4, el sistema de detección de daños en neumáticos 1 incluye además un dispositivo de notificación 13 configurado para, si un daño potencial al neumático de la rueda del vehículo de motor es detectado por el dispositivo/sistema de procesamiento 12, informar a un usuario asociado con dicho vehículo de motor (por ejemplo, un conductor y/o un propietario del mismo) del daño potencial detectado.
De lo anterior, es inmediatamente evidente para los expertos en la técnica que el sistema de detección de daños en los neumáticos 1 puede configurarse convenientemente para realizar la detección de daños en los neumáticos para cada rueda del vehículo de motor. De hecho, para este fin;
• el dispositivo de adquisición 11 puede configurarse convenientemente para adquirir señales y, a continuación, transmitir cantidades indicativas de la velocidad de cada rueda del vehículo de motor;
• el dispositivo/sistema de procesamiento 12 puede programarse convenientemente para aplicar las operaciones de detección mencionadas anteriormente a la velocidad de cada rueda del vehículo de motor; y
• el dispositivo de notificación 13 puede configurarse convenientemente para, en caso de daño potencial detectado a un neumático de una rueda del vehículo de motor, señalizarle al usuario qué neumático está dañado.
Convenientemente, el dispositivo/sistema de procesamiento 12 puede almacenar:
• un modelo de daños de neumáticos predefinido único para usar para todas las ruedas del vehículo de motor; o • modelos diferentes de daños en neumáticos predefinidos, tales como un respectivo modelo de daño de neumáticos predefinido para cada rueda, o dos modelos diferentes de daños en neumáticos predefinidos, uno a usar para las ruedas delanteras y el otro para las traseras.
Las Figuras 5 y 6 ilustran esquemáticamente dos realizaciones preferidas específicas del sistema de detección de daños en los neumáticos 1.
En particular, con referencia a la Figura 5, en una primera realización preferida específica (denotada como un todo por 1A) del sistema de detección de daños en neumáticos 1:
• el dispositivo/sistema de procesamiento 12 se implementa/lleva a cabo por medio de un sistema informático en la nube 12A que está conectado de forma inalámbrica y remota al dispositivo de adquisición 11 (por ejemplo, a través de una o más tecnologías de comunicaciones móviles, tales como GSM, GPRS, EDGE, HSPA, UMTS, LTE, LTE Avanzada y/o futuros sistemas de comunicaciones inalámbricas de 5a generación (o incluso superiores); y
• el dispositivo de notificación 13 se implementa/lleva a cabo por medio de un dispositivo de comunicación electrónica 13A (tal como un teléfono inteligente, una tableta, un ordenador portátil, un ordenador de sobremesa, una TV inteligente, un reloj inteligente, etc.), que está asociado con (por ejemplo, de propiedad de y/o usado por) el usuario (en la Figura 5 indicado como 3) asociado con el vehículo de motor (en la Figura 5 indicado por 2), y que está conectado de forma remota al sistema informático en la nube 12A a través de una o más redes cableadas y/o inalámbricas.
Preferiblemente, el sistema informático en la nube 12A está programado para, si detecta un daño potencial a un neumático de una rueda del vehículo de motor 2, enviar una notificación de daño al dispositivo de comunicación electrónico 13A que proporciona al usuario 3 dicha notificación de daño. Por ejemplo, el dispositivo de notificación 13 puede ser convenientemente un teléfono inteligente o tableta donde se instala una aplicación de software (es decir, una así llamada aplicación), cuya aplicación está configurada para recibir, desde el sistema de informático en la nube 12A, una notificación de pulsación que indica un daño potencial detectado. También se pueden usar otros tipos de notificaciones de daño, tales como mensajes SMS, mensajes de correo electrónico o, más en general, mensajes de tipo de texto y/o audio y/o imagen y/o video y/o multimedia.
Cabe señalar que el sistema informático en la nube 12A puede usarse ventajosamente para equipar muchos vehículos de motor 2 y, por lo tanto, muchos usuarios 3 con un servicio de detección de daños a los neumáticos.
En cambio, con referencia a la Figura 6, en una segunda realización preferida específica (indicada como un conjunto por 1B) del sistema de detección de daños a neumáticos 1:
• el dispositivo/sistema de procesamiento 12 se implementa/lleva a cabo mediante una Unidad de Control electrónico (ECU -Electronic Control Unit) 12B (automovilística) instalada a bordo del vehículo de motor 2; y
• el dispositivo de notificación 13 se implementa/lleva a cabo por medio de una interfaz hombre-máquina (HMI -Human-Machine Interface) 13B proporcionada a bordo del vehículo de motor 2.
En dicha segunda realización preferida específica 1B, la ECU 12B puede informar convenientemente a un conductor del vehículo de motor 2 de un daño potencial detectado a un neumático de una rueda de dicho vehículo de motor 2 mediante una alerta gráfica y/o sonora producida por la HMI 13B (que, de manera conveniente, puede comprender una pantalla y/o un indicador de advertencia gráfico/sonoro).
La ECU 12B puede ser convenientemente una ECU dedicada específicamente a la detección del daño del neumático, o una ECU dedicada a varias tareas que incluyen también la detección del daño del neumático.
De manera similar, la HMI 13B puede ser convenientemente una HMI específicamente dedicada a la detección de daños en el neumático, o una HMI dedicada a varias tareas que incluyen también la detección de daños en los neumáticos (por ejemplo, una HMI de un sistema de asistencia a bordo y/o de ayuda al conductor).
De nuevo con referencia al procedimiento de detección de daños en los neumáticos según la presente invención, la etapa de detección de daños en los neumáticos comprende operar el sistema de detección de daños en los neumáticos 1 para detectar daños potenciales a uno o más neumáticos del vehículo de motor 2. Además, también la etapa preliminar puede llevarse a cabo según tres implementaciones preferidas correspondientes a las tres implementaciones preferidas de la etapa de detección de daños en los neumáticos.
En particular, según una primera implementación preferida de la etapa preliminar, dicha etapa preliminar comprende: • realizar pruebas que implican impactos de neumáticos contra/sobre diferentes obstáculos a diferentes velocidades del vehículo de motor;
• medir/adquirir las velocidades de la rueda relacionada con la prueba y las velocidades del vehículo de motor durante las pruebas realizadas;
• calcular las velocidades de rueda normalizadas relacionadas con la prueba en función de la rueda relacionada con la prueba y las velocidades del vehículo de motor; y
• determinar el o los modelos de daño de neumáticos predefinidos (convenientemente, los primeros umbrales e intervalos de tiempo predefinidos) para ser utilizados por el sistema de detección de daños en los neumáticos 1 en la etapa de detección de daños en los neumáticos basándose en las velocidades de rueda normalizadas relacionadas con la prueba y las velocidades del vehículo de motor relacionadas con la prueba que corresponden a los impactos del neumático de prueba.
En cambio, según una segunda implementación preferida de la etapa preliminar, dicha etapa preliminar comprende: • realizar pruebas que implican impactos de neumáticos contra/sobre diferentes obstáculos a diferentes velocidades del vehículo de motor;
• medir/adquirir velocidades de rueda relacionadas con la prueba durante las pruebas realizadas;
• calcular las velocidades de rueda normalizadas relacionadas con la prueba en base a las velocidades de la rueda relacionadas con la prueba; y
• determinar el o los modelos de daño de neumáticos predefinidos (convenientemente, los segundos umbrales e intervalos de tiempo predefinidos) para ser utilizados por el sistema de detección de daños en los neumáticos 1 en la etapa de detección de daños en los neumáticos basándose en las velocidades de rueda normalizadas relacionadas con las pruebas correspondientes a los impactos de los neumáticos de prueba y de las velocidades de rueda promedio relacionadas con las pruebas asociadas.
Finalmente, según una tercera implementación preferida de la etapa preliminar, dicha etapa preliminar comprende:
• realizar pruebas que implican impactos de neumáticos contra/sobre diferentes obstáculos a diferentes velocidades del vehículo de motor;
• medir/adquirir velocidades de rueda relacionadas con las pruebas durante las pruebas realizadas; y
• determinar el o los modelos de daños de neumáticos predefinidos (convenientemente, los terceros umbrales e intervalos de tiempo predefinidos) para ser utilizados por el sistema de detección de daños en los neumáticos 1 en la etapa de detección de daños en los neumáticos basándose en las velocidades de rueda relacionadas con la prueba correspondientes a los impactos sobre los neumáticos de prueba y de los valores asociados de la velocidad de las ruedas de referencia relacionados con la prueba.
Convenientemente, según la primera, segunda y tercera implementaciones preferidas de la etapa preliminar, dicha etapa preliminar puede comprender además:
• medir/adquirir también las presiones de inflamiento de neumáticos relacionadas con la prueba durante las pruebas realizadas; y
• determinar el o los modelos predefinidos de daños de neumáticos (convenientemente, los primero/segundo/tercer umbrales predefinidos) basándose también en las presiones de inflamiento de neumáticos relacionadas con las pruebas medidas/adquiridas durante las pruebas realizadas.
En vista de lo anterior, es evidente que el sistema y el procedimiento de detección de daños en los neumáticos según la presente invención permiten realizar una detección de daños en los neumáticos extremadamente eficiente y altamente confiable. En este sentido, cabe señalar que la presente invención permite también ajustar la confiabilidad de la detección de daños en los neumáticos según el grado de confiabilidad deseado. De hecho, pueden elegirse muchos niveles de confiabilidad diferentes y, por lo tanto, implementarse para la detección de daños en los neumáticos. Por ejemplo, en el caso más simple, se podría determinar un único modelo de daño en un neumático en la etapa preliminar y luego usarlo en la etapa de detección de daños en el neumático para todos los modelos de neumáticos y todos los vehículos de motor. En cambio, para aumentar la confiabilidad de la detección de daños en los neumáticos, se puede determinar un modelo respectivo de daños en neumáticos en la etapa preliminar para cada modelo de neumático (teniendo en cuenta las características específicas del neumático, tales como dimensiones específicas del neumático) y luego usarlo en la etapa de detección de daños en los neumáticos para vehículos de motor equipados con dicho modelo de neumático. Además, con el fin de aumentar aún más la confiabilidad de la detección de daños en los neumáticos, se pueden determinar incluso diferentes modelos de daños en los neumáticos para cada modelo de neumático (por ejemplo, para tener en cuenta diferentes posiciones, tales como parte delantera/parte trasera y/o derecha/izquierda) y luego usarse selectivamente en la etapa de detección de daños en los neumáticos para vehículos de motor equipados con dicho modelo de neumático. Adicionalmente, podrían obtenerse mejoras de confiabilidad adicionales teniendo en cuenta también características específicas de diferentes vehículos de motor y/o de características geométricas de diferentes obstáculos.
Además, cabe señalar que el o los modelos de daños en los neumáticos se pueden actualizar ventajosamente en la etapa de detección de daños en los neumáticos basándose en errores falsos positivos y errores falsos negativos (es decir, daños potenciales detectados que no corresponden a daños reales a neumáticos y daños reales a neumáticos que no se detectan), mejorando así la confiabilidad de la detección de los daños a los neumáticos. Por ejemplo, en caso de un daño real a un neumático que no se ha detectado, el conductor podría tomar una fotografía del neumático dañado por medio de su teléfono inteligente/tableta y luego enviar la imagen a un servidor dedicado para la recepción de retroalimentación de usuario. A partir de lo anterior, las ventajas técnicas y las características innovadoras de la presente invención se tornan inmediatamente claras para los expertos en la técnica.
En particular, es importante enfatizar el punto de que la presente invención permite realizar una detección de daños en los neumáticos extremadamente eficaz y altamente confiable. Más específicamente, la presente invención permite llevar a cabo la detección de daños en los neumáticos de manera más eficiente y confiable que las tecnologías de detección de daños en neumáticos conocidas actualmente.
Adicionalmente, la presente invención permite ajustar la confiabilidad de la detección de daños en los neumáticos según el grado de confiabilidad deseado.
En conclusión, es evidente que se pueden realizar numerosas modificaciones y variantes a la presente invención, todas incluidas dentro del alcance de la invención, como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    Procedimiento de detección de daños en neumáticos que incluye una etapa de detección de daños en neumáticos que comprende:
    • proporcionar
    - un dispositivo de adquisición (11), que se instala a bordo de un vehículo de motor (2) equipado con dos o más ruedas equipadas con neumáticos, y que está acoplado a un bus de vehículo (20) del vehículo de motor (2), y
    - un dispositivo/sistema de procesamiento (12, 12A, 12B) que almacena un modelo de daño en neumáticos predefinido;
    • adquirir, mediante el dispositivo de adquisición (11) desde el bus de vehículo (20), señales indicativas de velocidades del vehículo de motor (2) y de una rueda de dicho vehículo de motor (2);
    • emitir, mediante el dispositivo de adquisición (11), cantidades indicativas de las velocidades del vehículo de motor (2) y de la rueda del mismo;
    • recibir, mediante el dispositivo/sistema de procesamiento (12, 12A, 12B) desde el dispositivo de adquisición (11), las cantidades indicativas de las velocidades del vehículo de motor (2) y de la rueda de dicho vehículo de motor (2);
    • calcular, mediante el dispositivo/sistema de procesamiento (12, 12A, 12B), en base a las cantidades indicativas de las velocidades del vehículo de motor (2) y de la rueda de dicho vehículo de motor (2), una velocidad de rueda normalizada indicativa de una relación de la velocidad de la rueda a la velocidad del vehículo de motor; y
    • detectar, mediante el dispositivo/sistema de procesamiento (12, 12A, 12B), un daño potencial en un neumático de la rueda del vehículo de motor (2) basándose en el modelo de daño en neumáticos predefinido y en la velocidad de rueda normalizada;
    el procedimiento de detección de daños en el neumático caracterizado por incluir además una etapa preliminar que comprende:
    • realizar pruebas que implican impactos en neumáticos de prueba contra/sobre diferentes obstáculos a diferentes velocidades del vehículo de motor;
    • medir/adquirir las velocidades de la rueda relacionada con la prueba y del vehículo de motor durante las pruebas realizadas;
    • calcular las velocidades de rueda normalizadas relacionadas con la prueba en función de las velocidades de la rueda relacionada con la prueba y del vehículo de motor; y
    • determinar el modelo de daño en neumáticos predefinido a ser utilizado por el dispositivo/sistema de procesamiento (12, 12A, 12B) en la etapa de detección de daños en neumáticos sobre la base de las velocidades de rueda normalizadas relacionadas con la prueba y las velocidades del vehículo de motor relacionadas con la prueba que corresponden a los impactos del neumático de prueba.
    El procedimiento de detección de daños en neumáticos de la reivindicación 1, en donde el modelo de daño en neumáticos predefinido incluye un conjunto de umbrales predefinidos relacionados con diferentes valores de velocidad del vehículo de motor y un conjunto de intervalos de tiempo predefinidos relacionados con diferentes valores de velocidad del vehículo de motor;
    y en donde la detección, mediante el dispositivo/sistema de procesamiento (12, 12A, 12B), de un daño potencial a un neumático de la rueda del vehículo de motor (2) incluye:
    • seleccionar uno de los umbrales predefinidos y uno de los intervalos de tiempo predefinidos dependiendo de la velocidad del vehículo de motor;
    • analizar la velocidad de rueda normalizada por medio de una ventana de tiempo deslizante que tiene el intervalo de tiempo predefinido seleccionado;
    • detectar un valor máximo y un valor mínimo de la velocidad de rueda normalizada dentro de la ventana de tiempo deslizante; y
    • detectar un daño potencial al neumático de la rueda del vehículo de motor (2) si una diferencia entre dichos valores máximo y mínimo supera el umbral predefinido seleccionado.
    El procedimiento de detección de daños en neumáticos de la reivindicación 2, en donde los umbrales predefinidos están relacionados con diferentes valores de velocidad del vehículo de motor y diferentes valores de la presión de inflamiento de los neumáticos, y en donde, en la etapa de detección de daño en el neumático:
    • adquirir incluye adquirir también una señal indicativa de una presión de inflamiento del neumático del neumático de la rueda del vehículo de motor (2);
    • emitir incluye emitir también cantidades indicativas de dicha presión de inflamiento del neumático; • recibir incluye recibir también las cantidades indicativas de la presión de inflamiento del neumático; y • seleccionar incluye seleccionar uno de los umbrales predefinidos dependiendo de la velocidad del vehículo de motor y de la presión de inflamiento del neumático.
    4. El sistema de detección de daños en neumáticos (1,1A, 1B) que incluye un dispositivo de adquisición (11) y un dispositivo/sistema de procesamiento (12, 12A, 12B) diseñado para llevar a cabo la etapa de detección de daños en neumáticos del procedimiento de detección de daños en neumáticos según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores;
    en donde el dispositivo de adquisición (11) está instalado a bordo de un vehículo de motor (2) equipado con dos o más ruedas equipadas con neumáticos, y está acoplado a un bus de vehículo (20) del vehículo de motor (2);
    y en donde el dispositivo/sistema de procesamiento (12, 12A, 12B) está configurado para almacenar un modelo de daño de neumáticos predefinido determinado en la etapa preliminar de dicho procedimiento de detección de daños en neumáticos.
    5. El sistema de detección de daños en neumáticos de la reivindicación 4, que incluye además un dispositivo de notificación (13, 13A, 13B) que está configurado para, si un daño potencial al neumático de la rueda del vehículo de motor (2) es detectado por el dispositivo/sistema de procesamiento (12, 12A, 12B), señalizar el daño potencial detectado a un usuario (3) asociado con el vehículo de motor (2).
    6. El sistema de detección de daños en neumáticos de la reivindicación 5, en donde el dispositivo/sistema de procesamiento (12) es un sistema informático en la nube (12A) que está conectado de forma inalámbrica y remota al dispositivo de adquisición (11); y en donde el dispositivo de notificación (13) es un dispositivo de comunicación electrónica (13A) asociado con el usuario (3) y conectado de forma remota al sistema informático en la nube (12A) a través de una o más redes cableadas y/o inalámbricas.
    7. El sistema de detección de daños en neumáticos de la reivindicación 5, en donde el dispositivo/sistema de procesamiento (12) es una unidad de control electrónico (12B) instalada a bordo del vehículo de motor (2); y en donde el dispositivo de notificación (13) es una interfaz hombre-máquina (13B) proporcionada a bordo del vehículo de motor (2).
    8. Sistema informático en la nube (12A) diseñado para funcionar como el dispositivo/sistema de procesamiento (12) del sistema de detección de daños en neumáticos (1.1A) según cualquiera de las reivindicaciones 4-6.
    9. Unidad de control electrónico (12B) diseñada para:
    • instalarse a bordo de un vehículo de motor (2) equipado con dos o más ruedas equipadas con neumáticos; y caracterizada porque
    dicha unidad de control electrónico (12B) está diseñada además para:
    • operar como el dispositivo/sistema de procesamiento (12) del sistema de detección de daños en neumáticos (1.1B) según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 4, 5 o 7.
    10. Un producto de programa informático que comprende una o más porciones de código de software y/o firmware que se pueden:
    • cargar en un dispositivo/sistema de procesamiento (12, 12A, 12B); y caracterizada porque dicha porción de código de dicho producto de programa informático es además:
    • tal que, cuando se carga, dicho dispositivo/sistema de procesamiento (12, 12A, 12B) se configura para funcionar como el dispositivo/sistema de procesamiento (12, 12A, 12B) del sistema de detección de daños en neumáticos (1,1A, 1B) como se reivindica en cualquier reivindicación 4-7.
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