IT202100010712A1 - Metodo e sistema di calibrazione di un sensore per pneumatici - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
Titolo: METODO E SISTEMA DI CALIBRAZIONE DI UN SENSORE PER
PNEUMATICI
Campo tecnico dell?invenzione
La presente invenzione riguarda un metodo, e un relativo sistema, di calibrazione di un sensore per pneumatici.
Stato della tecnica
Tipicamente uno pneumatico per veicoli ha una struttura sostanzialmente toroidale attorno ad un asse di rotazione dello stesso durante il funzionamento, e presenta un piano equatoriale ortogonale all?asse di rotazione, detto piano equatoriale essendo tipicamente un piano di (sostanziale) simmetria geometrica (e.g. trascurando eventuali asimmetrie minori, quali il disegno del battistrada e/o le scritte sui fianchi e/o asimmetrie di struttura o profilo).
Per ?cavit? interna? si intende lo spazio delimitato dalla superficie interna dello pneumatico e dalla superficie del cerchio di montaggio che si affaccia alla superficie interna dello pneumatico, quando montato.
Per ?porzione di corona? si intende la porzione di pneumatico posta in corrispondenza della fascia battistrada.
I termini ?radiale? e ?assiale? sono utilizzati con riferimento rispettivamente ad una direzione sostanzialmente perpendicolare e ad una direzione sostanzialmente parallela all?asse di rotazione dello pneumatico.
Il termine ?tangenziale? ? utilizzato con riferimento ad una direzione sostanzialmente perpendicolare sia alla direzione radiale sia alla direzione assiale (e.g. genericamente rivolta secondo la direzione di rotolamento dello pneumatico).
I termini laterale, verticale e orizzontale si riferiscono rispettivamente alla direzione assiale, la direzione verticale e la direzione orizzontale.
Per ?impronta? si intende la porzione di superficie esterna della fascia battistrada che, durante il rotolamento dello pneumatico montato e sottoposto ad un carico (ad esempio per effetto del montaggio sotto un veicolo), ad ogni istante ? in contatto con la superficie di rotolamento. L?impronta tipicamente ha curvatura sostanzialmente nulla (o raggio di curvatura sostanzialmente infinito), o in ogni caso assume sostanzialmente la conformazione della superficie di rotolamento.
Per ?zona di impronta? si intende la parte della porzione di corona che ad ogni istante si trova in corrispondenza dell?impronta.
Con il termine ?calibrare?, o simili, si intende l?operazione di correlare il valore del segnale di uscita del sensore (ossia il segnale non calibrato, ad esempio un valore di tensione o corrente elettrica) con il valore reale della grandezza fisica che il sensore rileva (ad esempio l?accelerazione).
Per alcune tipologie di pneumatici, soprattutto quelli per i quali sono richieste prestazioni di alto livello, sono da tempo allo studio dispositivi di monitoraggio che, montati all?interno di detti pneumatici, avranno il compito di rilevare grandezze caratteristiche dello pneumatico, cos? da consentire un controllo sostanzialmente in tempo reale del funzionamento e delle condizioni dello pneumatico medesimo. Ai fini di tali rilevamenti, i dispositivi di monitoraggio comprenderanno sensori atti a rilevare una grandezza fisica di moto, come ad esempio deformazione, velocit? o accelerazione, al fine di acquisire informazioni utili alla valutazione delle condizioni correnti dello stato dello pneumatico (usura, integrit?, etc) o dell?interazione tra pneumatico e terreno (acquaplano, aderenza, etc).
US8849601B2 e WO2020025315A1 descrivono un metodo e un relativo sistema di calibrazione di un sensore per pneumatici montato su un cerchione.
Sommario dell?invenzione
La Richiedente ha osservato che i sensori per pneumatici necessitano di una precisa calibrazione al fine di poter estrarre dal segnale acquisito e calibrato informazioni precise e affidabili sullo stato e/o sul comportamento dello pneumatico. Secondo la Richiedente, tale calibrazione, a causa dei limiti dei processi fabbricativi, deve essere eseguita per ogni sensore da montare sullo pneumatico e, tipicamente, viene eseguita tramite sofisticati strumenti prima del montaggio sullo pneumatico. Tale calibrazione risulta pertanto onerosa in termini di tempi di esecuzione delle prove, e/o di costi dei macchinari e/o del personale (tipicamente un operatore qualificato) impiegato.
La Richiedente ritiene inoltre vantaggioso montare il sensore direttamente sullo pneumatico, e in particolare sulla superficie interna in corrispondenza della porzione di corona, piuttosto che sul cerchione. In tal modo una grandezza fisica correlata alle sollecitazioni che lo pneumatico subisce quando montato sotto un veicolo e posto in rotolamento (ad esempio l?accelerazione lineare), rilevata dal sensore, fornisce informazioni sul comportamento fisico (e.g., in termini di deformazioni) dello pneumatico durante il rotolamento stesso.
La Richiedente ritiene che i metodi noti di calibrazione di un sensore per pneumatici sopra citati siano di difficile, o impossibile, applicazione ad un sensore montato sulla superficie interna dello pneumatico.
La Richiedente ha pertanto affrontato il problema di calibrare un sensore montato in corrispondenza della porzione di corona di uno pneumatico in modo preciso e con un ridotto impiego di risorse strumentali e/o umane.
Secondo la Richiedente il suddetto problema ? risolto da un metodo, e un relativo sistema, di calibrazione come specificato nelle allegate rivendicazioni e/o nel seguito. Secondo un aspetto l?invenzione riguarda un metodo di calibrazione di un sensore per pneumatici.
Preferibilmente, con detto sensore montato in corrispondenza di una porzione di corona di uno pneumatico e durante un avanzamento di un veicolo su cui ? montato detto pneumatico, il metodo comprende:
a) acquisire, da parte di detto sensore, un segnale di moto rappresentativo di un moto di detta porzione di corona;
b) acquisire un rispettivo valore corrente di una o pi? condizioni operative di detto pneumatico;
c) elaborare detto segnale di moto per ottenere da detto segnale di moto un primo valore rappresentativo di una grandezza fisica di calibrazione associata a detto moto della porzione di corona in corrispondenza di detto rispettivo valore corrente di dette una o pi? condizioni operative;
d) calcolare un secondo valore rappresentativo di detta grandezza fisica di calibrazione in corrispondenza di detto rispettivo valore corrente di dette una o pi? condizioni operative, tramite una predeterminata correlazione matematica tra detta grandezza fisica di calibrazione e dette una o pi? condizioni operative;
e) iterare le azioni a), b), c), e d) per ottenere un primo insieme di primi valori rappresentativi di detta grandezza fisica di calibrazione al variare di detto rispettivo valore corrente di dette una o pi? condizioni operative, e un corrispondente secondo insieme di secondi valori rappresentativi di detta grandezza fisica di calibrazione; f) calibrare detto sensore tramite un confronto tra detto primo e secondo insieme. Secondo un altro aspetto l?invenzione riguarda un sistema di calibrazione di un sensore per pneumatici, il sistema comprendendo:
- detto sensore montato in corrispondenza di una porzione di corona di uno pneumatico e configurato per rilevare un moto di detta porzione di corona;
- almeno un?unit? di elaborazione in comunicazione con detto sensore e programmata e configurata per, durante un avanzamento di un veicolo su cui ? montato detto pneumatico:
a) ricevere, da detto sensore, un segnale di moto rappresentativo di detto moto della porzione di corona;
b) acquisire un rispettivo valore corrente di una o pi? condizioni operative di detto pneumatico;
c) elaborare detto segnale di moto per ottenere da detto segnale di moto un primo valore rappresentativo di una grandezza fisica di calibrazione associata a detto moto della porzione di corona in corrispondenza di detto rispettivo valore corrente di dette una o pi? condizioni operative;
d) calcolare un secondo valore rappresentativo di detta grandezza fisica di calibrazione in corrispondenza di detto rispettivo valore corrente di dette una o pi? condizioni operative, tramite una predeterminata correlazione matematica tra detta grandezza fisica di calibrazione e dette una o pi? condizioni operative;
e) iterare le azioni a), b), c) e d) per ottenere un primo insieme di primi valori rappresentativi di detta grandezza fisica di calibrazione al variare di detto rispettivo valore corrente di dette una o pi? condizioni operative, e un corrispondente secondo insieme di secondi valori rappresentativi di detta grandezza fisica di calibrazione; f) calibrare detto sensore tramite un confronto tra detto primo e secondo insieme. La Richiedente ha realizzato che l?uso della suddetta predeterminata correlazione permette di stimare i valori reali della grandezza fisica di calibrazione (i.e., i secondi valori) in corrispondenza di valori correnti delle una o pi? condizioni operative dello pneumatico, in modo indipendente dalla calibrazione del sensore.
La Richiedente ha compreso che ? vantaggiosamente possibile calibrare il sensore in modo affidabile, preciso ed efficiente correlando il suddetto insieme di valori reali (i.e., il secondo insieme) della grandezza fisica di calibrazione, indipendenti dalla calibrazione, con l?insieme dei valori (i.e., il primo insieme) ottenuti direttamente dall?elaborazione del segnale di moto non calibrato in uscita dal sensore, tali valori del primo insieme (non calibrati) essendo rappresentativi della medesima grandezza fisica di calibrazione ai medesimi valori correnti delle una o pi? condizioni operative dello pneumatico usati per determinare il secondo insieme.
Si osserva che la grandezza fisica di calibrazione pu? coincidere con la grandezza fisica direttamente rilevata dal sensore (e.g. un?accelerazione), oppure pu? essere diversa (e.g. uno spostamento/deformazione o una velocit?, come sotto descritto) ma, tipicamente, correlata alla grandezza fisica rilevata, ad esempio tramite una o pi? operazioni di derivazione o di integrazione sul segnale di moto.
Inoltre, l?iterazione delle fasi a), b), c) e d) del metodo della presente invenzione al variare dei valori correnti delle una o pi? condizioni operative, permette di ricavare dal segnale non calibrato diversi valori della grandezza fisica di calibrazione, fornendo accuratezza e/o consistenza al metodo di calibrazione della presente invenzione.
A seguito di tali considerazioni la Richiedente ha realizzato che il metodo e il sistema di calibrazione della presente invenzione presentano diversi vantaggi.
Innanzitutto, il metodo di calibrazione della presente invenzione ? adatto ad essere utilizzato per un sensore montato sulla porzione di corona dello pneumatico.
La Richiedente ha verificato che l?ottenimento dei primi e secondi valori rappresentativi della grandezza fisica di calibrazione consente di calibrare il sensore durante il normale uso del veicolo, ad esempio nei primi km di utilizzo dello pneumatico, senza la necessit? di effettuare una pre-calibrazione specifica per ciascun sensore. Ci? rende industrialmente ed efficacemente fattibile la calibrazione del sensore per pneumatici secondo la presente invenzione.
Inoltre, secondo la Richiedente la calibrazione risulta essere facilmente implementabile, essendo sufficienti i primi valori rappresentativi della grandezza fisica di calibrazione (ottenuti dal segnale di moto non calibrato acquisito dal sensore), i secondi valori rappresentativi della grandezza fisica di calibrazione (ossia i valori reali stimati tramite la predeterminata correlazione matematica) e i valori correnti delle una o pi? condizioni operative dello pneumatico, di semplice reperibilit?.
La presente invenzione in uno o pi? dei suddetti aspetti pu? presentare una o pi? delle seguenti caratteristiche preferite.
Preferibilmente detta almeno una unit? di elaborazione ? programmata e configurata per eseguire una qualsiasi forma realizzativa del metodo della presente invenzione. Preferibilmente detto confronto tra detto primo e secondo insieme comprende calcolare una funzione interpolante (e.g. eseguire una regressione lineare o polinomiale) sui primi e secondi valori di, rispettivamente, detto primo e secondo insieme. In tal modo si ottiene in modo semplice ed accurato la calibrazione del sensore.
Preferibilmente detto calibrare detto sensore comprende calcolare almeno un coefficiente di calibrazione del sensore (e.g., un guadagno di una curva caratteristica del sensore).
Preferibilmente detto calibrare detto sensore comprende, per ogni iterare le azioni a), b), c), e d), calcolare almeno un rispettivo coefficiente di calibrazione per confronto tra detto rispettivo primo e secondo insieme.
Preferibilmente ? previsto interrompere detto iterare le azioni a), b), c), e d) al verificarsi di una predeterminata condizione di uscita, pi? preferibilmente detta condizione di uscita essendo determinata tramite analisi statistica (e.g. calcolo della varianza o deviazione standard) sui coefficienti di calibrazione calcolati.
Preferibilmente detto iterare le azioni a), b), c) e d) ? eseguito ad ogni giro dello pneumatico.
Preferibilmente detto elaborare detto segnale di moto (e detto calcolare il secondo valore rappresentativo della grandezza fisica) ? eseguito a condizione che un?accelerazione laterale del veicolo sia minore o uguale a 5 m/s<2>, pi? preferibilmente minore o uguale a 2 m/s<2>, ancor pi? preferibilmente minore o uguale 1 m/s<2 >(in valore assoluto). Tipicamente il metodo considera i primi e secondi valori ottenuti durante un avanzamento (sostanzialmente) rettilineo del veicolo, ad esempio non in curva percorsa ad alta velocit?.
Preferibilmente detto elaborare detto segnale di moto (e detto calcolare il secondo valore rappresentativo della grandezza fisica) ? eseguito a condizione che un?accelerazione longitudinale del veicolo sia minore o uguale a 5 m/s<2>, pi? preferibilmente minore o uguale a 2 m/s<2>, ancor pi? preferibilmente minore o uguale 1 m/s<2 >(in valore assoluto). Tipicamente, il metodo considera i primi e secondi valori rappresentativi della grandezza fisica ottenuti in condizioni di velocit? di avanzamento del veicolo (sostanzialmente) costante, ad esempio non durante le fasi di forte accelerazione o frenata del veicolo.
Preferibilmente detto elaborare detto segnale di moto (e detto calcolare il secondo valore rappresentativo della grandezza fisica) ? eseguito a condizione che una velocit? di avanzamento del veicolo sia maggiore o uguale a 20 km/h, pi? preferibilmente maggiore o uguale a 30 km/h.
La Richiedente ha sperimentalmente verificato che al verificarsi di una o pi? di tali condizioni ? possibile limitare eventuali disturbi (estrinseci al rotolamento) sul segnale di moto limitando il tempo necessario ad effettuare la calibrazione e migliorando l?affidabilit?, l?accuratezza e/o la precisione della calibrazione.
Preferibilmente il sistema comprende un ulteriore sensore, pi? preferibilmente montato su detto veicolo, per rilevare un?accelerazione longitudinale e/o laterale del veicolo, l?ulteriore sensore essendo collegato a detta almeno una unit? di elaborazione.
Preferibilmente il sistema comprende un ancora ulteriore sensore, pi? preferibilmente montato su detto veicolo, per rilevare una velocit? di avanzamento del veicolo, l?ancora ulteriore sensore essendo collegato a detta almeno una unit? di elaborazione.
In tal modo ? possibile rilevare l?accelerazione longitudinale e/o laterale e/o la velocit? di avanzamento del veicolo per pilotare l?ottenimento dei primi (e eventualmente secondi) valori quando l?accelerazione longitudinale e/o l?accelerazione laterale e/o la velocit? di avanzamento sono all?interno dei suddetti rispettivi intervalli di valori.
Preferibilmente dette una o pi? condizioni operative dello pneumatico sono scelte nel gruppo: pressione, velocit? angolare, carico verticale e lunghezza di una zona di impronta (o una lunghezza correlata alla lunghezza della zona di impronta). In tal modo, si utilizzano le principali condizioni che possono influenzare il comportamento dello pneumatico, e di conseguenza fisicamente correlate al valore della grandezza fisica di calibrazione.
Preferibilmente il sistema comprende un sensore di pressione, pi? preferibilmente montato su detto pneumatico, per rilevare una pressione dello pneumatico, il sensore di pressione essendo collegato a detta almeno una unit? di elaborazione.
Preferibilmente il sistema comprende un sensore in grado di rilevare una velocit? angolare dello pneumatico, pi? preferibilmente montato su un mozzo di detto veicolo su cui ? montato detto pneumatico, il sensore in grado di rilevare la velocit? angolare essendo collegato a detta almeno una unit? di elaborazione. In alternativa, la velocit? angolare pu? essere misurata mediante lo stesso sensore su cui viene effettuata la calibrazione.
In tal modo ? possibile rilevare in modo semplice i valori correnti delle condizioni operative dello pneumatico.
Preferibilmente detto sensore ? fissato in corrispondenza di una porzione di superficie interna dello pneumatico appartenente a detta porzione di corona.
Preferibilmente detto segnale di moto ? rappresentativo di (almeno) una componente di un?accelerazione, pi? preferibilmente lineare, di detto moto della porzione di corona, pi? preferibilmente di detto moto di detta porzione di superficie interna. In tal modo il sensore ? installato in una parte protetta dello pneumatico come la sua cavit? interna, e inoltre viene rilevata una grandezza significativa del moto.
Preferibilmente detta (almeno una) componente dell?accelerazione ? scelta nel gruppo: accelerazione assiale, accelerazione radiale e accelerazione tangenziale. In una forma realizzativa detto segnale di moto ? rappresentativo di (almeno) una componente (e.g. assiale, radiale e/o tangenziale) di uno spostamento/deformazione di detta porzione di corona, pi? preferibilmente di detta porzione di superficie interna. Preferibilmente detto sensore ? un sensore accelerometrico (o, rispettivamente, di spostamento/deformazione) configurato per rilevare (almeno) una componente (fino a tre componenti) di un?accelerazione (o, rispettivamente, di uno spostamento/deformazione), tipicamente lineare, di detto moto della porzione di corona, pi? preferibilmente da detta porzione di superficie interna.
In una prima forma realizzativa detto segnale di moto ? rappresentativo di una componente radiale del moto (preferibilmente di una accelerazione radiale) della porzione di corona e detta grandezza fisica di calibrazione ? un valore massimo (in valore assoluto) di uno spostamento radiale della porzione di corona in una zona di impronta dello pneumatico.
In tale prima forma realizzativa, detto elaborare detto segnale di moto comprende: - ricavare da detto segnale di moto (preferibilmente per doppia integrazione di detto segnale di moto rappresentativo dell?accelerazione radiale) un segnale rappresentativo dello spostamento radiale di detta porzione di corona (preferibilmente di detta porzione di superficie interna);
- individuare, in detto segnale rappresentativo dello spostamento radiale, un valore massimo (in valore assoluto) in una zona di impronta, detto valore massimo (in valore assoluto) essendo detto primo valore rappresentativo di detta grandezza fisica di calibrazione.
La Richiedente ha infatti scoperto che il valore massimo dello spostamento radiale (ovvero la deformazione massima subita dallo pneumatico nella zona d?impronta) si presta bene al metodo di calibrazione, in quanto ? sia rilevabile mediante il sensore sia calcolabile tramite una predeterminata correlazione in modo sufficientemente preciso.
Si osserva che il segnale rappresentativo dello spostamento radiale pu? essere direttamente ottenuto dal sensore (previo eventuale filtraggio), in caso di sensore di deformazione/spostamento, oppure ottenuto tramite doppia integrazione del segnale di moto originario (ossia ottenuto direttamente dal sensore) rappresentativo di una accelerazione radiale della porzione di corona.
In una seconda forma realizzativa, detto segnale di moto ? rappresentativo di una componente radiale del moto (preferibilmente di una accelerazione radiale) della porzione di corona, e detta grandezza fisica di calibrazione ? una accelerazione radiale fuori impronta.
In tale seconda forma realizzativa detto elaborare detto segnale di moto comprende: - ricavare da detto segnale di moto un segnale rappresentativo dell?accelerazione radiale di detta porzione di corona (preferibilmente di detta porzione di superficie interna);
- individuare una porzione di detto segnale rappresentativo dell?accelerazione radiale in corrispondenza della quale detto sensore si trova fuori da una zona di impronta dello pneumatico, dove detto primo valore rappresentativo della grandezza fisica di calibrazione ? ottenuto da un valore (e.g. medio) di detto segnale rappresentativo dell?accelerazione radiale in detta porzione di segnale.
La Richiedente ha infatti scoperto che l?accelerazione radiale fuori impronta si presta bene al metodo di calibrazione, in quanto ? sia rilevabile mediante il sensore sia calcolabile tramite una predeterminata correlazione in modo sufficientemente preciso.
Si osserva che il segnale rappresentativo dell?accelerazione radiale pu? essere direttamente ottenuto dal sensore (previo eventuale filtraggio), oppure ottenuto tramite derivazione da un segnale di moto originario (ossia ottenuto direttamente dal sensore) rappresentativo di una componente radiale dello spostamento/deformazione della porzione di corona.
Preferibilmente, nella seconda forma realizzativa, dette una o pi? condizioni operative dello pneumatico comprendono una velocit? angolare e una pressione. L?accelerazione radiale fuori impronta (ossia l?accelerazione centripeta subita dal sensore per effetto della sola rotazione dello pneumatico), ? infatti matematicamente correlata ai valori delle due suddette condizioni operative (velocit? angolare e pressione).
In una terza forma realizzativa, detto segnale di moto ? rappresentativo di una componente tangenziale del moto (preferibilmente di una accelerazione tangenziale) della porzione di corona e detta grandezza fisica di calibrazione ? un valore massimo (in valore assoluto) di una velocit? tangenziale della porzione di corona in una zona di impronta.
In tale terza forma realizzativa, detto elaborare detto segnale di moto comprende: - ricavare da detto segnale di moto (preferibilmente per integrazione di detto segnale di moto rappresentativo dell?accelerazione tangenziale) un segnale rappresentativo della velocit? tangenziale di detta porzione di corona (preferibilmente di detta porzione di superficie interna);
- individuare, in detto segnale rappresentativo della velocit? tangenziale, un valore massimo (in valore assoluto) nella zona di impronta, detto valore massimo (in valore assoluto) essendo detto primo valore rappresentativo di detta grandezza fisica di calibrazione.
La Richiedente ha infatti scoperto che il valore massimo della velocit? tangenziale in impronta si presta bene al metodo di calibrazione, in quanto ? sia rilevabile mediante il sensore sia calcolabile tramite una predeterminata correlazione in modo sufficientemente preciso.
Preferibilmente, ad esempio in detta prima e terza forma realizzativa, dette una o pi? condizioni operative dello pneumatico comprendono un parametro d?impronta rappresentativo di una lunghezza della zona di impronta. La Richiedente ha realizzato che il valore massimo (in valore assoluto) dello spostamento radiale nella zona di impronta (ossia lo schiacciamento massimo dello pneumatico lungo la direzione radiale) o il valore massimo (in valore assoluto) della velocit? tangenziale nella zona di impronta, ? fisicamente correlato alla lunghezza della zona di impronta. Inoltre, la lunghezza della zona di impronta (o il parametro rappresentativo di essa) pu? essere ricavata da un segnale di moto (e.g. rappresentativo di un?accelerazione radiale o tangenziale) di un sensore, a prescindere dalla calibrazione di tale sensore (ossia anche non calibrato). Infatti, la posizione temporale (e quindi angolare), all?interno del segnale, dei punti fisici della zona di impronta (e.g. ingresso/uscita nella/dalla zona d?impronta o altri punti caratteristici notevoli) non ? influenzata dalla calibrazione.
Preferibilmente acquisire un rispettivo valore corrente di detto parametro d?impronta comprende individuare in detto segnale di moto e/o in un ulteriore segnale di moto (che pu? essere ricavato da detto segnale di moto, e.g. tramite una o pi? integrazioni/derivazioni, oppure ancora pu? essere un diverso segnale di moto ad esempio preso su una diversa componente di moto), due istanti corrispondenti a due punti caratteristici (ad esempio due estremanti) di detto segnale di moto e/o di detto ulteriore segnale di moto nella zona di impronta, detto valore corrente del parametro d?impronta essendo calcolato in funzione di una distanza tra detti due istanti.
Breve descrizione delle figure
La figura 1 mostra una vista schematica, prospettica e parziale di una sezione di pneumatico comprendente un sensore per pneumatici appartenente al sistema di calibrazione secondo la presente invenzione, schematizzato in figura;
La figura 2 mostra un diagramma di flusso di un metodo di calibrazione di un sensore per pneumatici secondo la presente invenzione;
Le figure 3a-c mostrano schematicamente un esempio di un segnale di moto rappresentativo di, rispettivamente, un?accelerazione radiale, una velocit? radiale e uno spostamento radiale;
Le figure 4a-c mostrano schematicamente un esempio di un segnale di moto rappresentativo di, rispettivamente, un?accelerazione tangenziale, una velocit? tangenziale e uno spostamento tangenziale.
Descrizione dettagliata di alcune forme realizzative dell?invenzione
Le caratteristiche e i vantaggi della presente invenzione saranno ulteriormente chiariti dalla seguente descrizione dettagliata di alcune forme realizzative della presente invenzione, presentate a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento alle figure allegate.
Nella figura 1 con il numero di riferimento 100 ? mostrato schematicamente un sistema di calibrazione di un sensore 70 per penumatici secondo la presente invenzione. Il sensore 70, esemplarmente un sensore accelerometrico triassiale (e.g.
del tipo MEMS), ? incluso in un dispositivo di monitoraggio 60 fissato in corrispondenza di una porzione 30 di superficie interna 33 di uno pneumatico 99 appartenente ad una porzione di corona 31 dello pneumatico 99 (ossia la porzione di pneumatico 99 in corrispondenza della fascia battistrada 32).
Il dispositivo di monitoraggio 60 pu? incorporare (non mostrati) un sistema di trasmissione/ricezione e una unit? elettronica per il controllo del sensore stesso e/o per la pre-elaborazione o condizionamento del segnale.
Tipicamente il dispositivo di monitoraggio 60 (con il sensore 70) ? fissato in corrispondenza di un piano mediano dello pneumatico 99 (indicato con la linea tratteggiata 35). Tutte le figure sono mostrate non in scala, a scopo puramente illustrativo.
Il sensore accelerometrico 70 ? vantaggiosamente posizionato in modo tale che i suoi tre assi siano allineati rispettivamente con gli assi X (lungo la direzione longitudinale/tangenziale), Y (lungo la direzione assiale) e Z (lungo la direzione radiale) ed ? configurato per rilevare separatamente un?accelerazione tangenziale (diretta lungo l?asse X), un?accelerazione assiale (diretta lungo l?asse Y) e un?accelerazione radiale (diretta lungo l?asse Z) subita dalla porzione 30 di superficie interna 33 dello pneumatico 99.
Il sistema di calibrazione 100 comprende un?unit? di elaborazione 80 in comunicazione, esemplarmente mediante la linea di comunicazione A (ad esempio senza fili), con il dispositivo di monitoraggio 60 per ricevere un segnale accelerometrico acquisito dal sensore 70 e rappresentativo delle tre componenti dell?accelerazione lineare rilevata.
La presente invenzione contempla una qualsiasi disposizione e ripartizione logica e/o fisica dell?unit? di elaborazione, la quale pu? ad esempio essere un?unica unit? fisica e/o logica oppure composta da pi? unit? fisiche e/o logiche tra loro distinte e cooperanti, tali unit? potendo essere collocate, in tutto o in parte, nello stesso dispositivo di monitoraggio 60, nello pneumatico, nel cerchione, a bordo del veicolo (non mostrato) su cui ? montato lo pneumatico 99, e/o in una stazione remota in collegamento con il veicolo su cui ? montato lo pneumatico 99.
Esemplarmente l?unit? di elaborazione 80 ? collegata, esemplarmente mediante la linea di comunicazione R (con o senza fili), ad un dispositivo di visualizzazione 75, ad esempio lo schermo del computer di bordo del veicolo, per trasmettere un avviso di avvenuta calibrazione del sensore accelerometrico 70.
Esemplarmente il sistema di calibrazione 100 comprende anche un sensore di pressione 71, esemplarmente fissato nella valvola o sulla superficie interna dello pneumatico 99 (ad esempio nello stesso dispositivo di monitoraggio 60), e configurato per rilevare una pressione dello pneumatico 99 (ovvero la pressione di gonfiaggio dello pneumatico nella cavit? interna dello pneumatico). Il sensore di pressione 71 ? in comunicazione, esemplarmente mediante la linea di comunicazione P (ad esempio senza fili), con l?unita di elaborazione 80 per trasmettere il valore corrente di pressione misurato.
Esemplarmente il sistema di calibrazione 100 comprende anche un sensore 72 in grado di rilevare una velocit? angolare dello pneumatico 99 (nel seguito sensore di velocit? angolare 72), esemplarmente montato su un mozzo (non mostrato) del veicolo su cui ? montato lo pneumatico 99 (ad esempio facente parte del sistema CAN o ABS del veicolo). Il sensore di velocit? angolare 72 ? in comunicazione, esemplarmente mediante la linea di comunicazione W (con o senza fili), con l?unita di elaborazione 80 per trasmettere il valore corrente di velocit? angolare misurato.
Alternativamente il valore corrente di velocit? angolare pu? essere ottenuto direttamente dal segnale generato dal sensore 70.
Esemplarmente il sistema di calibrazione 100 comprende anche un ulteriore sensore 73 (e.g. un sensore di accelerazione), esemplarmente montato sul veicolo (e.g. facente parte della piattaforma inerziale del veicolo), e strutturato per rilevare un?accelerazione longitudinale e/o laterale del veicolo (e di conseguenza dello pneumatico 99). L?ulteriore sensore 73 ? in comunicazione, esemplarmente mediante la linea di comunicazione E (con o senza fili), con l?unita di elaborazione 80 per trasmettere il valore di accelerazione longitudinale e/o laterale misurato.
Esemplarmente il sistema di calibrazione 100 comprende anche un ancora ulteriore 74 (e.g. un sensore di velocit?), esemplarmente montato sul veicolo, e strutturato per rilevare una velocit? di avanzamento del veicolo (e di conseguenza dello pneumatico 99). L?ancora ulteriore sensore 74 ? in comunicazione, esemplarmente mediante la linea di comunicazione V (con o senza fili), con l?unita di elaborazione 80 per trasmettere il valore di velocit? di avanzamento misurato.
Esemplarmente l?unit? di elaborazione 80 ? programmata e configurata per eseguire le operazioni descritte nel seguito.
La figura 2 mostra un diagramma di flusso di un esempio di un metodo di calibrazione 200 di un sensore 70 (e.g. un sensore accelerometrico triassiale) per pneumatici secondo la presente invenzione, che pu? essere implementato con il sistema di calibrazione 100 sopra descritto.
Innanzitutto, il dispositivo di monitoraggio 60 (con il sensore accelerometrico 70) viene fissato 20 in corrispondenza della porzione 30 di superficie interna 33 dello pneumatico 99 (ad esempio tramite incollaggio). Lo pneumatico 99 viene poi esemplarmente montato su un cerchione e viene gonfiato ad una pressione desiderata, esemplarmente pari alla pressione di esercizio dello pneumatico 99, ad esempio uguale a 200 kPa, e quindi montato 21 sul veicolo.
Durante l?avanzamento del veicolo, il sensore accelerometrico 70 acquisisce 1, preferibilmente ad ogni giro ruota, un segnale rappresentativo dell?accelerazione lineare della porzione 30 di superficie interna 33. Esemplarmente il segnale acquisito pu? essere rappresentativo di tutte e tre le componenti dell?accelerazione oppure di una/due componenti dell?accelerazione.
Inoltre viene acquisito 2 un rispettivo valore corrente di una o pi? condizioni operative dello pneumatico 99 associato temporalmente al segnale acquisito. Nel caso le condizioni operative dello pneumatico siano pressione e velocit? angolare, l?acquisizione del valore corrente viene esemplarmente eseguita tramite sensori dedicati (e.g. sensore di pressione 71) o tramite i sensori CAN e/o ABS del veicolo (e.g. sensore di velocit? angolare 72). La velocit? angolare pu? anche essere ricavata dai segnali acquisiti dal sensore 70 (su una qualsiasi componente dell?accelerazione), ad esempio dalla distanza temporale tra picchi corrispondenti in segnali acquisiti a giri differenti dello pneumatico 99 (ad esempio picchi di segnale che si verificano al passaggio del sensore nella zona d?impronta dello pneumatico 99).
Preferibilmente, ad esempio successivamente all?acquisizione 1 del segnale, ? previsto verificare che il segnale sia stato acquisito soddisfacendo almeno una delle seguenti condizioni (esemplarmente tutte e tre le seguenti condizioni): accelerazione longitudinale e laterale del veicolo minore o uguale 5 m/s<2>, e velocit? di avanzamento del veicolo compresa tra 30 km/h e 250 km/h (estremi inclusi). In caso tali condizioni non siano soddisfatte, il segnale acquisito viene scartato (o, ad esempio nel caso della velocit?, non viene nemmeno acquisito) e viene considerata una nuova acquisizione. Alternativamente ? possibile abilitare l?acquisizione del segnale solo al verificarsi di almeno una delle condizioni sopra citate.
Nel caso in cui il segnale sia stato acquisito con le suddette condizioni soddisfatte, successivamente il metodo 200 preferibilmente comprende una pre-elaborazione del segnale grezzo generato dal sensore 70, esemplarmente tramite almeno una o pi? operazioni di filtraggio (e.g. comprendente trasformate di Fourier dirette e inverse e filtraggio passa-basso).
Successivamente il metodo 200 comprende elaborare 3 il segnale acquisito (e tipicamente pre-elaborato) per ottenere un primo valore (non calibrato) rappresentativo di una grandezza fisica di calibrazione associata al moto della porzione 30 di superficie interna 33 in corrispondenza del rispettivo valore corrente delle una o pi? condizioni operative.
Il metodo 200 comprende inoltre calcolare 4 un secondo valore (i.e. stimare il valore reale) rappresentativo della grandezza fisica di calibrazione in corrispondenza del medesimo rispettivo valore corrente delle una o pi? condizioni operative, tramite una predeterminata correlazione matematica tra la grandezza fisica di calibrazione e le una o pi? condizioni operative.
La predeterminata correlazione matematica pu? essere ottenuta da noti modelli geometrici e/o fisico-matematici e/o simulazioni che correlano le grandezze fisiche dello pneumatico (e.g. deformazione, velocit? e accelerazione) con diverse condizioni operative dello stesso. In combinazione con tali modelli, la predeterminata correlazione matematica, e/o uno o pi? coefficienti di tale correlazione matematica, pu?/possono essere ottenuta/i eseguendo in precedenza una campagna di prove (tipicamente indoor, ad esempio tramite una macchina di prova del tipo MTS Flat Trac<?>) su uno pneumatico campione dello stesso modello dello pneumatico 99 da montare sul veicolo. Su tale pneumatico campione viene fissato, in corrispondenza di una porzione di superficie interna appartenente ad una porzione di corona dello pneumatico, almeno un sensore campione dello stesso modello del sensore 70 e precedentemente calibrato (ad esempio tramite un noto metodo di calibrazione offline utilizzando un noto apparato di calibrazione).
In particolare, il metodo pu? prevedere esemplarmente di iterare le suddette operazioni 1-4 per un numero prefissato, e.g. venti, di iterazioni/giri, durante i quali tipicamente il rispettivo valore corrente delle una o pi? condizioni operative varia secondo le condizioni, esigenze o preferenze di guida. In tal modo, si ottiene un primo insieme di primi valori rappresentativi della grandezza fisica di calibrazione, e un corrispondente secondo insieme di secondi valori rappresentativi della grandezza fisica di calibrazione.
A questo punto, viene calcolato almeno un coefficiente di calibrazione del sensore 70, ad esempio un guadagno di una curva caratteristica del sensore 70, per confronto tra il primo e secondo insieme, mediante una funzione interpolante i primi valori e i secondi valori, ad esempio tramite regressione lineare.
Il metodo 200 prosegue ad eseguire le iterazioni successive, al variare dei valori correnti delle una o pi? condizioni operative.
Al termine di ogni iterazione successiva, il calcolo del o dei coefficienti di calibrazione tramite confronto tra il primo e secondo insieme corrente viene aggiornato, e viene verificata una condizione di uscita 5.
Tale condizione di uscita pu? esemplarmente essere un numero predeterminato di iterazioni (ad esempio mille iterazioni/giri).
Alternativamente tale condizione di uscita pu? essere determinata dinamicamente: ad esempio, ad ogni iterazione, viene calcolata la varianza dell?insieme dei coefficienti di calibrazione ottenuti fino a quel punto. Quando, per un (predeterminato) numero di iterazioni consecutive (e.g. dieci), la varianza si mantiene al di sotto di una soglia predeterminata (e.g. 1%), l?iterazione viene interrotta e il valore corrente del o dei coefficiente/i di calibrazione viene utilizzato per calibrare 6 il sensore 70.
Nel seguito, con riferimento alle figure 3a-c e 4a-c, verranno illustrate tre diverse forme realizzative del metodo della presente invenzione, che differiscono per la modalit? di implementazione delle operazioni 3 e 4 sopra citate. Nelle figure 3a-c e 4a-c, il segnale rappresentato corrisponde temporalmente al semi-giro inferiore dello pneumatico (comprendente la zona di impronta) con l?asse delle ordinate espresso in unit? arbitrarie e l?asse delle ascisse espresso in gradi (posizione angolare). Infatti, vantaggiosamente la presente invenzione (in particolare con riferimento alle tre forme realizzative spiegate nel seguito) funziona anche quando il sensore ? programmato (per l?uso normale come durante la calibrazione) per acquisire il segnale di moto solamente su una porzione di giro della ruota comprendente la zona di impronta (ad esempio la met? inferiore del giro o una porzione che sottende un angolo all?asse di 120? e centrato nella zona d?impronta).
In una prima forma realizzativa il segnale acquisito ? rappresentativo dell?accelerazione radiale del moto (in figura 3a viene mostrato un esempio di tale segnale, esemplarmente filtrato) e la grandezza fisica di calibrazione ? il valore massimo in valore assoluto dello spostamento radiale della porzione 30 di superficie interna 33 in una zona di impronta, ovvero della deformazione (schiacciamento) massima subita dallo pneumatico 99 nella zona d?impronta in direzione radiale.
In tale prima forma realizzativa, esemplarmente l?elaborazione 3 del segnale acquisito comprende:
- ricavare per doppia integrazione del segnale acquisito (non calibrato e preferibilmente filtrato) un segnale rappresentativo dello spostamento radiale della porzione 30 di superficie interna 33 (la figura 3c mostra esemplarmente tale segnale rappresentativo dello spostamento radiale come ricavato per doppia integrazione dal segnale di fig.3a);
- individuare, in tale segnale rappresentativo dello spostamento radiale, un valore massimo in valore assoluto nella zona di impronta.
Esemplarmente tale valore coincide in figura 3c con un?ampiezza del picco 201, indicata dalla doppia freccia, calcolata rispetto ad un riferimento arbitrario, indicato schematicamente dalla linea 150.
Tale valore massimo ? il primo valore rappresentativo della grandezza fisica di calibrazione.
In tale prima forma realizzativa, esemplarmente le una o pi? condizioni operative dello pneumatico 99 comprendono un parametro d?impronta rappresentativo di una lunghezza della zona di impronta. Esemplarmente l?acquisizione del valore corrente del parametro d?impronta comprende:
- ricavare per integrazione singola del segnale acquisito un segnale rappresentativo di una componente radiale della velocit? del moto, nel seguito denominato segnale di velocit? radiale (la figura 3b mostra esemplarmente tale segnale come ricavato per integrazione dal segnale di figura 3a);
- individuare nel segnale di velocit? radiale due istanti corrispondenti a due punti caratteristici nella zona di impronta. Esemplarmente in figura 3b i due istanti corrispondono rispettivamente ad un massimo assoluto (e.g. il picco 202) e un minimo assoluto (e.g. il picco 203) del segnale di velocit? radiale;
- calcolare il valore corrente del parametro d?impronta in funzione di una distanza (temporale, angolare o lineare, schematicamente indicata dalla doppia freccia 180 in figura 3b) tra detti due istanti.
In tal modo ? possibile calcolare in modo preciso il valore corrente del parametro d?impronta.
Il valore corrente del parametro di impronta pu? essere calcolato su qualsiasi segnale rappresentativo di una qualsiasi componente spaziale (i.e., radiale/tangenziale/assiale) dell?accelerazione, della velocit? o dello spostamento. Ad esempio, il valore corrente del parametro d?impronta pu? essere calcolato su un segnale rappresentativo di una accelerazione tangenziale (figura 4a) o su un segnale rappresentativo di una componente tangenziale dello spostamento (figura 4c), o sullo stesso segnale di fig. 3a, identificando due istanti corrispondenti a due punti caratteristici nella zona di impronta facilmente riconoscibili (e.g. estremanti relativi o assoluti). La Richiedente ha infatti realizzato che, nei segnali di moto, la posizione angolare (o temporale) dei punti caratteristici nella zona di impronta non ? influenzata dalla calibrazione. In altri termini, anche sui segnali non calibrati, come quelli rappresentati nelle figure 3a-c e 4a-c, la posizione angolare dei punti caratteristici (e quindi la loro distanza angolare) rispecchia quella reale. Il valore reale corrente del parametro di impronta pu? essere quindi stimato anche su segnali non calibrati.
Nella prima forma realizzativa le una o pi? condizioni operative possono esemplarmente essere il solo parametro d?impronta, oppure in aggiunta anche la velocit? angolare e la pressione.
Secondo un primo esempio, poich? sussiste una relazione di sostanziale proporzionalit? tra parametro di impronta e valore massimo dello spostamento radiale, una predeterminata correlazione matematica pu? essere esemplarmente espressa dalla seguente form ula:
dove DR ? il valore massimo in valore assoluto dello spostamento radiale, PL ? il parametro d?impronta e a0 e a1 sono coefficienti specifici per modello di pneumatico che possono essere ricavati tramite campagne di prove come precedentemente descritto o tramite modelli simulativi.
In un altro esempio, poich? sia il valore massimo in valore assoluto dello spostamento radiale che il parametro d?impronta crescono al crescere del carico verticale e decrescono al crescere della pressione, la predeterminata correlazione matematica (DR in funzione di PL, w, e p) pu? esemplarmente essere ottenuta risolvendo il sistema delle seguenti relazioni che legano spostamento radiale e parametr o di impronta al carico verticale:
dove F ? il carico verticale, w ? la velocit? angolare, PL ? il parametro d?impronta, DR ? il valore massimo in valore assoluto dello spostamento radiale, p ? la pressione e b0-b5 e c0-c6 sono coefficienti matematici specifici per ogni modello di pneumatico che possono essere ricavati tramite campagne di prove come sopra descritto o tramite modelli simulativi.
Tramite confronto (ad esempio mediante regressione lineare o polinomiale) tra i primi valori rappresentativi dello spostamento radiale massimo ottenuti mediante elaborazione del segnale di accelerazione radiale e i secondi valori dello spostamento radiale massimo stimati ? ad esempio ? mediante le relazioni sopra riportate, ? dunque possibile effettuare la calibrazione del sensore utilizzato per l?acquisizione del segnale stesso.
In una seconda forma realizzativa il segnale di moto acquisito ? rappresentativo dell?accelerazione radiale del moto (ad esempio mostrato in figura 3a) e la grandezza fisica di calibrazione ? una accelerazione radiale fuori impronta.
In tale seconda forma realizzativa, l?elaborazione 3 del segnale acquisito comprende individuare una porzione del segnale acquisito (e filtrato) in corrispondenza della quale il sensore 70 ? fuori dalla zona di impronta dello pneumatico 99.
Con riferimento alla figura 3a, esemplarmente tale porzione del segnale in cui il sensore ? fuori impronta corrisponde alle due sotto-porzioni di segnale prima e dopo le linee tratteggiate 400. La parte di segnale interna alle linee 400 corrisponde alla zona di impronta. Tale parte pu? essere identificata predeterminando la parte di segnale da non considerare nell?elaborazione 3, ad esempio la parte di giro che sottende un angolo di 80? centrato al centro della zona di impronta. Alternativamente tale parte di segnale pu? essere identificata individuando nel grafico del segnale acquisito e filtrato i due punti (schematicamente indicati dai due cerchi in figura 3a) pi? prossimi al picco corrispondente al centro della zona di impronta e aventi valore uguale al valore medio dell?accelerazione sull?intero segnale.
Una volta individuata la suddetta porzione di segnale fuori impronta, il primo valore rappresentativo della grandezza fisica di calibrazione ? esemplarmente ottenuto da un valore medio (e.g., tramite una media dei valori) del segnale acquisito (non calibrato e preferibilmente grezzo) in corrispondenza della suddetta porzione di segnale fuori impronta.
In tale seconda forma realizzativa le una o pi? condizioni operative sono esemplarmente pressione e velocit? angolare.
Poich? fuori dalla zona d?impronta dello pneumatico il raggio di curvatura dello pneumatico pu? essere considerato sostanzialmente costante, l?accelerazione radiale fuori impronta (corrispondente all?accelerazione centripeta del sensore) pu? essere stimata tramite la nota espressione che, per una traiettoria circolare, lega l?accelerazione centripeta alla velocit? angolare e al raggio della traiettoria. Pertanto, la predeterminata correlazione matematica pu? essere:
dove a ? l?accelerazione radiale fuori impronta, w ? la velocit? angolare dello pneumatico e R ? una distanza radiale tra il sensore e un asse di rotazione dello pneumatico fuori impronta. Tale distanza radiale R cresce al crescere della velocit? angolare e della pressione e pu? esemplarmente essere espressa dalla formula seguente:
dove p ? la pressione e d0-d2 sono coefficienti specifici per modello di pneumatico che possono essere ricavati tramite campagne di prove come sopra descritto oppure tramite modelli simulativi.
Tramite confronto (ad esempio mediante regressione lineare o polinomiale) tra i primi valori rappresentativi dell?accelerazione radiale fuori impronta ottenuti mediante elaborazione del segnale di accelerazione radiale e i secondi valori dell?accelerazione radiale fuori impronta stimati ? ad esempio ? mediante le relazioni sopra riportate, ? dunque possibile effettuare la calibrazione del sensore utilizzato per l?acquisizione del segnale stesso.
In una terza forma realizzativa il segnale acquisito ? rappresentativo dell?accelerazione tangenziale (in figura 4a viene mostrato un esempio di tale segnale, esemplarmente filtrato e non calibrato) e la grandezza fisica di calibrazione ? il valore massimo della velocit? tangenziale della porzione 30 di superficie interna 33 nella zona di impronta.
In tale terza forma realizzativa l?elaborazione 3 del segnale acquisito comprende: - ricavare per integrazione singola del segnale acquisito (non calibrato e preferibilmente filtrato) un segnale rappresentativo della velocit? tangenziale della porzione 30 di superficie interna 33 dello pneumatico 99 (la fig. 4b mostra un esempio di tale segnale rappresentativo della velocit? tangenziale come ricavato per integrazione dal segnale di fig.4a);
- individuare, nel segnale rappresentativo della velocit? tangenziale, un valore massimo in valore assoluto nella zona di impronta.
Esemplarmente tale valore coincide in figura 4b con l?ampiezza del picco 302 rispetto ad un riferimento arbitrario 151, come ad esempio indicato dalla doppia freccia.
Tale valore massimo ? il primo valore rappresentativo della grandezza fisica di calibrazione.
In tale terza forma realizzativa, le una o pi? condizioni operative dello pneumatico 99 sono esemplarmente la velocit? angolare, la pressione e un parametro rappresentativo di una lunghezza della zona d?impronta (o parametro d?impronta). La Richiedente ha verificato che il valore massimo (in valore assoluto) della velocit? tangenziale nella zona d?impronta cresce al crescere della velocit? angolare e della lunghezza d?impronta. Inoltre, anche la pressione influenza (seppure marginalmente) il valore massimo della velocit? tangenziale nella zona d?impronta. Pertanto ? possibile ricavare semplici relazioni polinomiali che legano tra loro il valore massimo della velocit? tangenziale nella zona d?impronta, la lunghezza o parametro d?impronta, la velocit? angolare ed eventualmente la pressione. I coefficienti di tali relazioni possono essere determinati, per ogni modello di pneumatico, mediante campagne di prove come sopra descritto o tramite modelli simulativi.
L?acquisizione del valore corrente del parametro rappresentativo della lunghezza della zona d?impronta pu? essere eseguita individuando due istanti corrispondenti ai rispettivi massimo e minimo assoluti del segnale acquisito rappresentativo dell?accelerazione tangenziale (e.g. i picchi 300 e 301 in figura 4a) o del segnale rappresentativo della componente tangenziale dello spostamento/deformazione, e.g. i picchi 303 e 304 sul segnale di figura 4c, ricavato ad esempio per doppia integrazione del segnale acquisito della fig. 4a, e calcolando il valore corrente del parametro d?impronta in funzione della loro distanza (schematicamente indicata dalla doppia freccia 181 in figura 4a o 182 in figura 4c).
Tramite confronto (ad esempio mediante regressione lineare o polinomiale) tra i primi valori rappresentativi del valore massimo della velocit? tangenziale massima in impronta ottenuti mediante elaborazione del segnale di accelerazione tangenziale e i secondi valori del valore massimo della velocit? tangenziale stimati ? ad esempio ? mediante relazioni polinomiali come sopra descritto, ? dunque possibile effettuare la calibrazione del sensore utilizzato per l?acquisizione del segnale stesso.
Claims (10)
1. Metodo (200) di calibrazione di un sensore (70) per pneumatici, dove, con detto sensore (70) montato in corrispondenza di una porzione di corona (31) di uno pneumatico (99) e durante un avanzamento di un veicolo su cui ? montato detto pneumatico (99), il metodo (200) comprende:
a) acquisire (1), da parte di detto sensore (70), un segnale di moto rappresentativo di un moto di detta porzione di corona (31);
b) acquisire (2) un rispettivo valore corrente di una o pi? condizioni operative di detto pneumatico (99);
c) elaborare (3) detto segnale di moto per ottenere da detto segnale di moto un primo valore rappresentativo di una grandezza fisica di calibrazione associata a detto moto della porzione di corona (31) in corrispondenza di detto rispettivo valore corrente di dette una o pi? condizioni operative;
d) calcolare (4) un secondo valore rappresentativo di detta grandezza fisica di calibrazione in corrispondenza di detto rispettivo valore corrente di dette una o pi? condizioni operative, tramite una predeterminata correlazione matematica tra detta grandezza fisica di calibrazione e dette una o pi? condizioni operative;
e) iterare le azioni a), b), c) e d) per ottenere un primo insieme di primi valori rappresentativi di detta grandezza fisica di calibrazione al variare di detto rispettivo valore corrente di dette una o pi? condizioni operative, e un corrispondente secondo insieme di secondi valori rappresentativi di detta grandezza fisica di calibrazione; f) calibrare (6) detto sensore (70) tramite un confronto tra detto primo e secondo insieme.
2. Metodo secondo la rivendicazione 1, dove detto elaborare (3) detto segnale di moto ? eseguito a condizione che sia verificata una o pi? delle seguenti condizioni: - un?accelerazione laterale del veicolo sia minore o uguale a 5 m/s<2>;
- un?accelerazione longitudinale del veicolo sia minore o uguale a 5 m/s<2>;
- una velocit? di avanzamento del veicolo sia maggiore o uguale a 20 km/h.
3. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, dove detto segnale di moto ? rappresentativo di una componente di un?accelerazione lineare di detto moto della porzione di corona (31), dove detta componente dell?accelerazione ? scelta nel gruppo: accelerazione assiale, accelerazione radiale e accelerazione tangenziale, e dove dette una o pi? condizioni operative dello pneumatico (99) sono scelte nel gruppo: pressione, velocit? angolare, carico verticale e lunghezza di una zona di impronta.
4. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, dove detto segnale di moto ? rappresentativo di una componente radiale del moto della porzione di corona (31) e detta grandezza fisica di calibrazione ? un valore massimo in valore assoluto di uno spostamento radiale della porzione di corona (31) in una zona di impronta, e dove detto elaborare (3) detto segnale di moto comprende:
- ricavare da detto segnale di moto un segnale rappresentativo dello spostamento radiale di detta porzione di corona (31);
- individuare, in detto segnale rappresentativo dello spostamento radiale, un valore massimo in valore assoluto in detta zona di impronta, detto valore massimo in valore assoluto essendo detto primo valore rappresentativo di detta grandezza fisica di calibrazione.
5. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, dove detto segnale di moto ? rappresentativo di una componente radiale del moto della porzione di corona (31) e detta grandezza fisica di calibrazione ? un?accelerazione radiale fuori impronta, dove detto elaborare (3) detto segnale di moto comprende:
- ricavare da detto segnale di moto un segnale rappresentativo dell?accelerazione radiale di detta porzione di corona (31);
- individuare una porzione di detto segnale rappresentativo dell?accelerazione radiale in corrispondenza della quale detto sensore (70) si trova fuori da una zona di impronta dello pneumatico (99), dove detto primo valore rappresentativo della grandezza fisica di calibrazione ? ottenuto da un valore di detto segnale rappresentativo dell?accelerazione radiale in detta porzione di segnale,
e dove dette una o pi? condizioni operative dello pneumatico (99) comprendono una velocit? angolare e una pressione.
6. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, dove detto segnale di moto ? rappresentativo di una componente tangenziale del moto della porzione di corona (31) e detta grandezza fisica di calibrazione ? un valore massimo in valore assoluto di una velocit? tangenziale della porzione di corona (31) in una zona di impronta, e dove detto elaborare (3) detto segnale di moto comprende:
- ricavare da detto segnale di moto un segnale rappresentativo della velocit? tangenziale di detta porzione di corona (31);
- individuare, in detto segnale rappresentativo della velocit? tangenziale, un valore massimo in valore assoluto nella zona di impronta, detto valore massimo in valore assoluto essendo detto primo valore rappresentativo di detta grandezza fisica di calibrazione.
7. Metodo secondo la rivendicazione 4 o 6, dove dette una o pi? condizioni operative dello pneumatico (99) comprendono un parametro d?impronta rappresentativo di una lunghezza della zona di impronta, e dove acquisire un rispettivo valore corrente di detto parametro d?impronta comprende individuare in detto segnale di moto e/o in un ulteriore segnale di moto, due istanti corrispondenti a due punti caratteristici di detto segnale di moto e/o di detto ulteriore segnale di moto nella zona di impronta, detto valore corrente del parametro d?impronta essendo calcolato in funzione di una distanza tra detti due istanti.
8. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, dove detto confronto tra detto primo e secondo insieme comprende calcolare una funzione interpolante sui primi e secondi valori di, rispettivamente, detto primo e secondo insieme, dove detto calibrare (6) detto sensore (70) comprende, per ogni iterare le azioni a), b), c), e d), calcolare almeno un rispettivo coefficiente di calibrazione per confronto tra detto rispettivo primo e secondo insieme.
9. Sistema (100) di calibrazione di un sensore (70) per pneumatici, il sistema (100) comprendendo:
- detto sensore (70) montato in corrispondenza di una porzione di corona (31) di uno pneumatico (99) e configurato per rilevare un moto di detta porzione di corona (31); - almeno un?unit? di elaborazione (80) in comunicazione con detto sensore (70) e programmata e configurata per, durante un avanzamento di un veicolo su cui ? montato detto pneumatico (99):
a) ricevere (1), da detto sensore (70), un segnale di moto rappresentativo di detto moto della porzione di corona (31);
b) acquisire (2) un rispettivo valore corrente di una o pi? condizioni operative di detto pneumatico (99);
c) elaborare (3) detto segnale di moto per ottenere da detto segnale di moto un primo valore rappresentativo di una grandezza fisica di calibrazione associata a detto moto della porzione di corona (31) in corrispondenza di detto rispettivo valore corrente di dette una o pi? condizioni operative;
d) calcolare (4) un secondo valore rappresentativo di detta grandezza fisica di calibrazione in corrispondenza di detto rispettivo valore corrente di dette una o pi? condizioni operative, tramite una predeterminata correlazione matematica tra detta grandezza fisica di calibrazione e dette una o pi? condizioni operative;
e) iterare le azioni a), b), c) e d) per ottenere un primo insieme di primi valori rappresentativi di detta grandezza fisica di calibrazione al variare di detto rispettivo valore corrente di dette una o pi? condizioni operative, e un corrispondente secondo insieme di secondi valori rappresentativi di detta grandezza fisica di calibrazione; f) calibrare (6) detto sensore (70) tramite un confronto tra detto primo e secondo insieme.
10. Sistema (100) secondo la rivendicazione 9, dove detto sensore (70) ? fissato in corrispondenza di una porzione (30) di superficie interna (33) dello pneumatico (99) appartenente a detta porzione di corona (31), dove detto sensore (70) ? un sensore accelerometrico configurato per rilevare una componente di un?accelerazione lineare di detto moto della porzione di corona (31), dove detto sistema (100) comprende: - un sensore di pressione (71) montato su detto pneumatico (99) per rilevare una pressione dello pneumatico (99), il sensore di pressione (71) essendo collegato a detta almeno una unit? di elaborazione (80);
- un sensore (72) in grado di rilevare una velocit? angolare dello pneumatico (99) montato su un mozzo di detto veicolo su cui ? montato detto pneumatico (99), il sensore (72) in grado di rilevare la velocit? angolare essendo collegato a detta almeno una unit? di elaborazione (80);
- un ulteriore sensore (73) montato su detto veicolo per rilevare un?accelerazione longitudinale e/o laterale del veicolo, l?ulteriore sensore (73) essendo collegato a detta almeno una unit? di elaborazione (80);
- un ancora ulteriore sensore (74) montato su detto veicolo per rilevare una velocit? di avanzamento del veicolo, l?ancora ulteriore sensore (74) essendo collegato a detta almeno una unit? di elaborazione (80),
e dove detta almeno una unit? di elaborazione (80) ? programmata e configurata per eseguire un metodo di monitoraggio secondo una o pi? delle rivendicazioni da 2 a 8.
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8833151B2 (en) * | 2010-12-23 | 2014-09-16 | Pirelli Tyre S.P.A. | Method and system for estimating the inflation pressure of a tire |
| US8849601B2 (en) | 2009-03-03 | 2014-09-30 | Continental Automotive France | Method for self-calibrating an accelerometer mounted on a wheel of a vehicle while said vehicle is moving |
| WO2020025315A1 (fr) | 2018-07-30 | 2020-02-06 | Continental Automotive France | Procédé de calibration d'un capteur d'accélération radiale d'une roue d'un véhicule automobile |
| WO2020070051A1 (en) * | 2018-10-02 | 2020-04-09 | Pirelli Tyre S.P.A. | Method and system for estimating a residual range of a vehicle |
| EP3659831A1 (en) * | 2018-11-28 | 2020-06-03 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Tire load estimation system and method |
Family Cites Families (5)
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| WO2008072453A1 (ja) * | 2006-12-13 | 2008-06-19 | Kabushiki Kaisha Bridgestone | タイヤ摩耗量推定装置、及びタイヤ摩耗量推定装置を搭載した車両 |
| DE102008009522B4 (de) * | 2008-02-16 | 2021-12-16 | Zf Cv Systems Hannover Gmbh | Verfahren zur Kalibrierung von Radgeschwindigkeiten |
| DE102015216212A1 (de) * | 2015-08-25 | 2017-03-02 | Continental Reifen Deutschland Gmbh | Verfahren zum Bestimmen einer Profiltiefe eines Reifenprofils, sowie Steuergerät hierfür |
| FR3064942B1 (fr) * | 2017-04-10 | 2019-04-05 | Continental Automotive France | Procede de correction de la pression mesuree dans un pneumatique |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8849601B2 (en) | 2009-03-03 | 2014-09-30 | Continental Automotive France | Method for self-calibrating an accelerometer mounted on a wheel of a vehicle while said vehicle is moving |
| US8833151B2 (en) * | 2010-12-23 | 2014-09-16 | Pirelli Tyre S.P.A. | Method and system for estimating the inflation pressure of a tire |
| WO2020025315A1 (fr) | 2018-07-30 | 2020-02-06 | Continental Automotive France | Procédé de calibration d'un capteur d'accélération radiale d'une roue d'un véhicule automobile |
| WO2020070051A1 (en) * | 2018-10-02 | 2020-04-09 | Pirelli Tyre S.P.A. | Method and system for estimating a residual range of a vehicle |
| EP3659831A1 (en) * | 2018-11-28 | 2020-06-03 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Tire load estimation system and method |
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