IT202100030599A1 - Sistema e metodo associati per il rilevamento dei carichi finali su una ruota di veicolo mediante una unità mozzo ruota sensorizzata - Google Patents

Sistema e metodo associati per il rilevamento dei carichi finali su una ruota di veicolo mediante una unità mozzo ruota sensorizzata Download PDF

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Description

Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: SISTEMA E METODO ASSOCIATI PER IL RILEVAMENTO DEI CARICHI FINALI SU UNA RUOTA DI VEICOLO MEDIANTE UNA UNIT? MOZZO RUOTA SENSORIZZATA
DESCRIZIONE
Settore Tecnico dell?Invenzione
La presente invenzione ? relativa ad un metodo per effettuare il rilevamento in tempo reale e con precisione di forze e momenti (coppie) agenti su una ruota di veicolo, mediante una unit? mozzo ruota sensorizzata dotata di uno o pi? estensimetri o di un altro tipo di sensori di deformazione, in modo da fornire alla centralina del veicolo informazioni utili per migliorare e dare maggiore efficacia al controllo di stabilit?, anche e non solo durante le manovre di intervento del sistema frenante, nonch? utilizzabili per gestire al meglio funzioni di guida autonoma. L?invenzione ? inoltre relativa ad un sistema di rilevazione associato, montabile su veicolo.
Tecnica Nota
? noto che nei gruppi sospensione di veicoli sono attualmente utilizzati solo sensori in grado di rilevare la velocit? di rotazione di ciascuna ruota di un veicolo, ma non sono in uso gruppi sospensione sensorizzati in grado di rilevare le sollecitazioni che riceve l?unit? mozzo ruota su cui ? montata la ruota del veicolo (e, di conseguenza i carichi/sollecitazioni agenti sulla ruota) a causa delle diverse condizioni di marcia del veicolo, ad esempio dovute alle asperit? o diverse condizioni del terreno su cui si muove il veicolo e/o alle manovre effettuate, ad esempio, sterzata, frenata, eccetera.
US6619102B2 descrive una unit? mozzo ruota costituita da un cuscinetto di rotolamento, un cui anello esterno presenta una flangia di fissaggio al montante sospensione e che ? provvista di zone circonferenziali e radiali di deformazione elastica, su ciascuna delle quali ? applicato un singolo sensore di deformazione. Tale soluzione non si ? rivelata efficace nel rilevare correttamente le forze agenti sull?unit? mozzo ruota e, di conseguenza, sulla ruota veicolo.
US6658943B2 descrive un cuscinetto di rotolamento a doppia corona di rulli conici, in cui la superficie laterale cilindrica radialmente esterna dell?anello esterno del cuscinetto ? provvista di quattro moduli sensore fissati circonferenzialmente sulla superficie cilindrica e angolarmente spaziati tra loro. Ciascun modulo consiste in una coppia di sensori di deformazione disposti tra loro a 90?. Anche questa soluzione non si ? tuttavia dimostrata efficace nel rilevare correttamente le forze agenti sulle ruote.
In sostanza, a parte il fatto che tutti i sistemi attualmente noti sono adatti solo per effettuare test, non essendo compatibili con la produzione di serie, si ? comunque riscontrato che i dati forniti da tali sistemi corrispondono solo parzialmente alle sollecitazioni effettivamente agenti sulle ruote, per cui le informazioni che essi forniscono sono relativamente poco utili.
Sintesi dell?Invenzione
Scopo della presente invenzione ? quello di fornire un metodo ed un sistema associato per il rilevamento in tempo reale e con precisione di forze e momenti (coppie) agenti su una ruota di veicolo supportata da una unit? mozzo ruota, mediante una unit? mozzo ruota opportunamente sensorizzata ed una opportuna elaborazione di segnali, in modo da permettere di interagire efficacemente con una centralina veicolo (ECU).
In base all?invenzione vengono dunque forniti un metodo ed un sistema associato per il rilevamento in tempo reale e con precisione di forze e momenti (coppie) agenti su una ruota di veicolo aventi le caratteristiche enunciate nelle rivendicazioni annesse.
Breve Descrizione dei Disegni
L?invenzione verr? ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio non limitativo di attuazione, in cui:
- la figura 1 illustra schematicamente un sistema per il rilevamento in tempo reale e con precisione di forze e momenti (coppie) agenti su una ruota di veicolo, nonch? le fasi principali del metodo secondo l?invenzione;
- le figure 2 e 3 illustrano schematicamente una vista in pianta dall?alto di un medesimo veicolo con schematicamente indicate le strumentazioni necessarie per mettere a punto e far funzionare il sistema di rilevamento dell?invenzione, le figure 2 e 3 illustrando al contempo anche due fasi distinte del metodo dell?invenzione;
- la figura 4 illustra schematicamente una ruota di veicolo accoppiabile su una unit? mozzo ruota illustrata in figura 1, nonch? i carichi/sollecitazioni meccaniche agenti sulla stessa;
- la figura 5 illustra schematicamente la generazione di segnali elettrici utilizzati nel metodo e nel sistema di rilevamento secondo l?invenzione;
- la figura 6 illustra schematicamente un esempio non limitativo di attuazione di un sistema di intelligenza artificiale vantaggiosamente utilizzabile nel metodo e sistema di rilevamento secondo l?invenzione; e
- la figura 7 illustra schematicamente il modo con cui il sistema ed il metodo di rilevamento dell?invenzione interagiscono con una centralina veicolo.
Descrizione Dettagliata
Con riferimento alle figure 1, 3, 4 e 7, in esse ? indicato nel suo complesso con 1 un sistema di rilevamento di carichi/sollecitazioni meccaniche agenti su una ruota 2 di un veicolo 3.
Il sistema di rilevamento 1 permette, come si vedr?, di rilevare in tempo reale e con precisione forze e momenti agenti su ciascuna ruota 2 del veicolo 3 (figura 4).
Il sistema di rilevamento 1 comprende, per ciascuna ruota 2, un anello esterno 5 di una unit? mozzo ruota 6, nota e non illustrata nel dettaglio per semplicit?; le unit? mozzo ruota 6 sono illustrate solo schematicamente in figure 5 a) e 5 b) e solo con un blocco in figure 2 e 3.
Ciascuna unit? mozzo ruota 6 comprende un cuscinetto di rotolamento formato dall?anello esterno 5, da un anello interno 7, noto, e da una pluralit? di corpi volventi 8 interposti tra l?anello interno 7 e l?anello esterno 5. Quest?ultimo ? provvisto radialmente sull?interno di una coppia di piste anulari 9 di rotolamento per i corpi volventi 8.
Il sistema di rilevamento 1 comprende inoltre, per ciascuna ruota 2, una pluralit? di sensori di deformazione 10 portati solidali dall?anello esterno 5. I sensori di deformazione 10, nel complesso noti, sono configurati per generare primi segnali elettrici Ds1 (figura 1) che sono funzione di rispettive sollecitazioni meccaniche S (figura 5 a) e b)) costituite da forze e momenti (coppie) agenti localmente sull?anello esterno 5.
Nell?esempio di attuazione non limitativo ma preferito illustrato, i sensori di deformazione consistono in almeno quattro coppie di estensimetri 10, ciascuna coppia disposta in corrispondenza di una rispettiva zona di deformazione elastica 11 dell?anello esterno 5 avente estensione circonferenziale e radiale prefissata. Preferibilmente, gli estensimetri 10 sono di tipo piezoelettrico, ad esempio consistono in una lamina di materiale piezoelettrico incollata o stampata, ad esempio per serigrafia, su una sottile lamina metallica, a sua volta saldata all?anello esterno 5, nell?esempio non limitativo illustrato, sulla superficie laterale radialmente esterna dello stesso o entro una sede ricavata nello spessore radiale dell?anello esterno e definente la zona di deformazione elastica 11.
Il sistema di rilevamento 1 comprende anche una prima unit? di elaborazione 12 configurata per ricevere dai sensori 10 di deformazione una pluralit? dei citati primi segnali elettrici Ds1 ed un secondo segnale elettrico Ds2 proporzionale ad una temperatura interna della unit? mozzo ruota 6, ad esempio rilevata da un sensore di temperatura 13, noto (figura 1).
L?unit? di elaborazione 12 ? configurata per elaborare e generare un segnale pseudo-sinusoidale 14 (figura 5 c)) avente frequenza e ampiezza istantanea proporzionali alle sollecitazioni meccaniche S agenti localmente sull?anello esterno 5 in corrispondenza delle zone di deformazione elastica 11.
Secondo un primo aspetto dell?invenzione, il sistema di rilevamento 1 comprende inoltre, in combinazione: una seconda unit? di elaborazione 15 (figura 1) configurata per ricevere ed elaborare una pluralit? di terzi segnali elettrici Dv1,?Dvn corrispondenti a selezionati parametri di stato veicolo, dipendenti dalle condizioni di marcia del veicolo come direzione, velocit?, eccetera; ed una terza unit? di elaborazione 16 (figura 1) configurata per ricevere i terzi segnali elettrici Dv1,n e il citato segnale pseudo-sinusoidale 14 e per calcolare in tempo reale, sulla base di essi, forze e momenti applicati alla ruota 2, estrapolandoli, nel modo che si vedr?, in base ad una serie di dati precedentemente alimentati alla terza unit? di elaborazione 16 e corrispondenti a forze Fx, Fy, Fz e momenti Mx (figura 4) precedentemente rilevati sperimentalmente come agenti su ciascuna ruota 2 a seguito della esecuzione con il veicolo 3 di una serie o sequenza di manovre prefissate, specificamente selezionate tra tutte quelle eseguibili, che sono sostanzialmente infinite.
Le forze Fx, Fy e Fz ed il momento Mx che agiscono su una ruota veicolo 2 sono illustrate in figura 4 mediante rispettive frecce; i pedici x, y e z indicano che le rispettive forze F ed il momento M agiscono rispettivamente lungo un asse X parallelo ad una direzione di marcia veicolo, lungo un asse Y trasversale alla direzione di marcia veicolo e lungo un asse Z sostanzialmente verticale e perpendicolare agli assi X e Y.
? inoltre da notare che le unit? di elaborazione 12, 15 e 16 possono essere costituite, indifferentemente, da schede elettroniche opportunamente programmate (figura 1) ? quindi essere unit? fisiche -oppure essere costituite (in tutto o in parte) anche solo da programmi o blocchi di istruzioni software caricati su una apposita centralina e/o su una unit? controllo veicolo (ECU) 18 (figura 7), oppure ancora da combinazioni delle forme di realizzazione precedenti (figure 2 e 3) ? quindi non essere costituite da unit? fisiche o eventualmente esserne costituite solo in parte.
Secondo una prima forma di realizzazione possibile, non illustrata per semplicit?, la terza unit? di elaborazione 16 elabora i terzi segnali elettrici Dv e il segnale pseudo-sinusoidale 14 mediante di una mappa di calibrazione precedentemente determinata in modo empirico attraverso una funzione di regressione non lineare e/o di un database basati sulla serie di dati corrispondenti a forze e momenti rilevati sperimentalmente su ciascuna corrispondente ruota 2.
Secondo una differente e preferita forma di realizzazione dell?invenzione, la terza unit? di elaborazione 16 elabora i terzi segnali elettrici Dv e il segnale pseudo-sinusoidale 14 attraverso una rete neurale ?shallow? 19 o ?SNN? (figura 6) precedentemente addestrata mediante la citata serie di dati corrispondenti a forze Fx,y,z e momenti rilevati sperimentalmente sulla ruota 2. La rete neurale 19 ? caricata su/costituisce la unit? di elaborazione 16.
Ad esempio, l?unit? di elaborazione 16/rete neurale 19 pu? utilizzare, in modo ovvio per i tecnici del ramo, le procedure per implementare e verificare una rete neurale Shallow, laddove per ?rete neurale Shallow? si intende una struttura formata da un massimo di due livelli Hidden di neuroni. In tale ?rete neurale Shallow? ogni neurone ? costituito da una funzione di attivazione che nel caso in oggetto ? una Sigmoide, sebbene altre tipologie di funzioni potrebbero essere utilizzate.
Con riferimento anche alla figura 6, la rete neurale ?shallow? 19 ? scelta /selezionata del tipo ad approccio basato su una regressione non lineare e comprende almeno un primo livello 20 (hidden) ed un secondo livello 21 (Output) formati da, rispettivamente, almeno sei neuroni e tre neuroni. Questo tipo di reti neurali sono note e possono essere implementate in modo ovvio per i tecnici del ramo nell?unit? di elaborazione 16/rete neurale 19.
Tuttavia, la correttezza dei risultati ottenibili, come ? stato sperimentalmente dimostrato, dipende dal dataset di training (di addestramento) che viene scelto.
Secondo la presente invenzione, si ? sperimentalmente trovato che la correttezza dei risultati ottenibili dipende dalla scelta del tipo e numero di manovre da far eseguire al veicolo 3 durante la fase di addestramento, nonch? dal tipo e numero di parametri di funzionamento veicolo che vengono selezionati per ottenere i segnali Dv1,n.
Secondo un importante aspetto dell?invenzione, in particolare nel caso di utilizzo di una rete neurale ?shallow? come la rete 19, per eseguire le elaborazioni necessarie nella unit? 16, la serie di manovre prefissate che sono assolutamente necessarie per ottenere poi in tempo reale e durante la normale marcia del veicolo 3 le forze Fx e Fz ed il momento Mx agenti sulla ruota veicolo 2, cio? per addestrare correttamente la rete neurale 19, consiste in:
? Almeno tre frenate con intervento di dispositivo ABS con almeno 1g (1 x 9.8 m/sec<2>) di decelerazione longitudinale sul rettilineo;
? Almeno tre frenate da 0,7 g in rettilineo;
? Almeno tre frenate da 0,5 g in rettilineo;
? Almeno due cambi di doppia corsia con 1g o pi? di accelerazione laterale;
? Esecuzione di una pluralit? di giri veicolo completi con velocit? costante e raggio di sterzata crescente fino alla perdita di aderenza, sia in senso orario che antiorario; ? Almeno cinque minuti di guida mista normale e derapata durante le curve.
Inoltre, le manovre sopraelencate dovranno preferibilmente essere eseguite pi? volte, in diverse condizioni di aderenza della ruota con il terreno.
Similmente, per ottenere i risultati desiderati, si ? sperimentalmente riscontrato che i selezionati parametri di stato veicolo, cio? i parametri di marcia veicolo da rilevare necessariamente per ottenere i segnali Sv1,n consistono almeno in:
? Accelerazione laterale del veicolo;
? Accelerazione longitudinale del veicolo;
? Angolo di sterzo del veicolo;
? Velocit? del veicolo;
? Pressione freni.
Tali parametri possono essere prelevati direttamente dalla rete CAN (Control Area Network) del veicolo 3, oppure essere ottenuti da appositi sensori ed inviati alla unit? di elaborazione 15; la velocit? veicolo, ad esempio, pu? essere prelevata dalla rete CAN, oppure ottenuta direttamente da ciascuna unit? mozzo ruota 6 nel caso questa sia provvista di encoder per la rilevazione della velocit? di rotazione ruota, da utilizzare normalmente, ad esempio, nel sistema ABS del veicolo 3.
Nell?esempio non limitativo illustrato in figure 2 e 3, la prima unit? di elaborazione 12 consiste in una prima scheda elettronica 12b portata direttamente (a bordo) dalla unit? mozzo ruota 6, mentre la seconda e terza unit? di elaborazione 15,16 sono scelte nel gruppo consistente in: una medesima seconda scheda elettronica 22 opportunamente programmata e che porta quindi entrambe le unit? o moduli di elaborazione 15,16; una seconda ed una terza scheda elettronica opportunamente programmate che costituiscono le unit? di elaborazione 15,16; uno o pi? programmi software caricati sulla unit? controllo veicolo (ECU) 18 portata dal veicolo 3.
Inoltre, e in tutti i casi, la terza unit? (o modulo) di elaborazione 16 (figura 7) ? configurata, secondo l?invenzione, per scrivere in un registro 23 della unit? di controllo veicolo 18 con un intervallo di campionamento dell?ordine della decina di millisecondi, ed il set di dati consiste nei valori delle rispettive forze Fx e Fz e di un momento Mx agenti sulla/ciascuna ruota veicolo 2, laddove x indica un asse parallelo ad una direzione di marcia veicolo, e z ? un asse sostanzialmente verticale e perpendicolare all?asse x, nonch? all?asse y come precedentemente descritto.
Il set di dati che viene ottenuto e registrato nel modo sopra descritto permette di gestire al meglio funzioni di guida autonoma del veicolo, nonch? di migliorare e dare maggiore efficacia al controllo di stabilit? del veicolo stesso. Questo si ottiene grazie al fatto che il sistema di rilevamento 1 pu? cooperare direttamente, nel modo descritto, con la unit? di controllo veicolo 18, oppure, ad esempio, anche con unit? di elaborazione dati di un sistema frenante del veicolo.
Da quanto finora descritto ? evidente che l?invenzione ? anche relativa ad un metodo per il rilevamento in tempo reale e con precisione di forze e momenti agenti su una ruota 2 di veicolo 3 portata da una unit? mozzo ruota 6 comprendente un anello esterno 5 dotato di una pluralit? di sensori di deformazione 10 ad esso solidali, laddove i sensori di deformazione 10 sono configurati per generare primi segnali elettrici Ds1 funzione di rispettive sollecitazioni meccaniche S agenti localmente sull?anello esterno 5, e di un sensore di temperatura 13 configurato per generare un secondo segnale elettrico Ds2 proporzionale ad una temperatura interna della unit? mozzo ruota 6.
Il metodo di rilevamento secondo l?invenzione comprende una prima fase, in cui una pluralit? dei citati primi segnali elettrici Ds1 ed il secondo segnale elettrico Ds2 vengono elaborati per generare un segnale pseudo-sinusoidale 14 avente frequenza e ampiezza istantanea che sono proporzionali alle sollecitazioni meccaniche S.
Secondo un aspetto dell?invenzione, in questa prima fase si utilizzano quattro coppie di sensori 10, per un totale di otto sensori 10 di deformazione che, insieme al sensore 13, forniscono alla unit? o modulo di elaborazione 12 un totale di nove segnali. L?unit? o modulo di elaborazione 12 (figura 5) elabora il segnale pseudo-sinusoidale 14 in modo da ottenere in output un segnale di ampiezza pari alla differenza delle ampiezze di massimo (quando un corpo volvente 8 passa in corrispondenza di un sensore 10 ? figura 5a) e di minimo (quando il sensore 10 si trova tra due corpi volventi 8 adiacenti ? figura 5b) del segnale 14 e di frequenza pari alla frequenza del segnale 14, la sua ampiezza di minimo non essendo mai negativa grazie al normale offset del cuscinetto di rotolamento facente parte della unit? mozzo ruota 6.
Il metodo di rilevamento secondo l?invenzione comprende inoltre anche una seconda fase, in cui si rileva ed elabora una pluralit? di terzi segnali elettrici Dv1,n proporzionali a selezionati parametri di stato veicolo; ed una terza fase in cui i terzi segnali elettrici Dv1,n e il segnale pseudosinusoidale 14 vengono elaborati per fornire in tempo reale forze e momenti applicati alla ruota 2, grazie al fatto che l?elaborazione viene eseguita sulla base di una serie di dati consistenti nei valori di forze e momenti effettivamente presenti e precedentemente rilevati sperimentalmente sulla ruota 2 a seguito della esecuzione con il veicolo 3 di una serie di manovre prefissate appositamente selezionate.
Questi dati vengono acquisiti mediante una ulteriore fase del metodo secondo l?invenzione, che vene eseguita sul veicolo 3 appositamente sensorizzato, ad esempio mediante ruote dinamometriche 24 (figura 2) collegate in rete alle unit? di elaborazione 15,16 tramite una unit? WFT (Wheel Force Transducer) 25 e sotto la supervisione di una unit? di supervisione 26 costituita da un computer portatile.
Secondo una preferita forma di attuazione del metodo secondo l?invenzione, la terza fase viene eseguita mediante una rete neurale ?shallow? 19 addestrata mediante la citata serie di dati specificamente selezionati ottenuti grazie ad una serie di manovre prefissate includenti almeno:
? Almeno tre frenate con intervento di dispositivo ABS con almeno 1g di decelerazione longitudinale sul rettilineo;
? Almeno tre frenate da 0,7 g in rettilineo;
? Almeno tre frenate da 0,5 g in rettilineo;
? Almeno due cambi di doppia linea con 1g o pi? di accelerazione laterale;
? Esecuzione di una pluralit? di giri veicolo completi con velocit? costante e raggio di sterzata crescente fino alla perdita di aderenza, sia in senso orario che antiorario ? in sostanza il veicolo 3 viene guidato lungo una traiettoria a spirale;
? Almeno cinque minuti di guida mista normale e derapata durante le curve.
Inoltre, le manovre sopraelencate dovranno preferibilmente essere eseguite pi? volte, in diverse condizioni di aderenza della ruota con il terreno.
Grazie a tali manovre si ottengono una serie di dati dalle ruote dinamometriche 24 che vengono alimentati alla rete neurale 19 dove essi sono comparati a quelli inizialmente elaborati dalla rete neurale 19 medesima sulla base dei segnali elaborati dalle unit? 12 e 15.
Perch? l?apprendimento della rete neurale 19 sia ottimale, si ? verificato che i segnali Ds1,2 devono essere rilevati ed elaborati con una frequenza di campionamento di 2 kHz ed i selezionati parametri di stato veicolo da rilevare ed elaborare per ottenere i segnali Dv1,n consistono, come minimo, in:
? Accelerazione laterale e longitudinale del veicolo rilevate con frequenza di campionamento di 100Hz;
? Angolo di sterzo del veicolo, rilevata con frequenza di campionamento di 100 Hz;
? Velocit? del veicolo rilevata con frequenza di campionamento di 10 Hz;
? Pressione freni ? ad esempio prelevata dal sistema ABS ? rilevata con frequenza di campionamento di 50 Hz.
La metodologia descritta, basata sull'approccio dell'intelligenza artificiale, consente una soluzione di rilevamento del carico sulle ruote 2 efficace e accurata grazie all?uso integrato e combinato di sensori di deformazione 10 situati sull?unit? mozzo ruota 6 e delle informazioni di base sullo stato del veicolo 3 disponibili sulla rete di comunicazione CAN del veicolo 3, come la velocit? angolare della ruota 2, l?angolo di sterzo, le accelerazioni longitudinali e laterali, eccetera, come indicato in precedenza.
Questo metodo, costruito su una rete neurale ?shallow?, applicato a unit? mozzo ruota consente di misurare le forze e i momenti agenti sul cuscinetto delle stesse nelle condizioni operative del veicolo 3 e di fornire queste informazioni alla centralina 18 del veicolo 3, in tempo reale.
Il metodo dell?invenzione ha anche dimostrato di fornire i risultati desiderati in termini di criteri di prestazione chiave (accuratezza della misurazione, ripetibilit? della misurazione, reattivit?, disponibilit? rispetto a un intervallo di velocit? del veicolo pi? ampio) grazie all?unione di due fonti di informazioni (ovvero sensori di deformazione posizionati sulla parte non rotante del cuscinetto e informazioni sullo stato del veicolo) rispetto a soluzioni note che utilizzano esclusivamente l'una o l'altra fonte di informazioni.
Tutti gli scopi dell?invenzione sono dunque raggiunti.

Claims (13)

RIVENDICAZIONI
1. Sistema (1) per il rilevamento in tempo reale e con precisione di forze e momenti agenti su una ruota (2) di un veicolo (3), comprendente un anello esterno (5) di una unit? mozzo ruota (6), una pluralit? di sensori di deformazione (10) portati solidali dall?anello esterno (5), detti sensori di deformazione (10) essendo configurati per generare primi segnali elettrici (Ds1) funzione di rispettive sollecitazioni meccaniche (S) agenti localmente sull?anello esterno (5), ed una prima unit? di elaborazione (12) configurata per ricevere dai sensori di deformazione una pluralit? dei detti primi segnali elettrici ed un secondo segnale elettrico (Ds2) proporzionale ad una temperatura interna della unit? mozzo ruota (6) per elaborare e generare un segnale pseudo-sinusoidale (14) avente frequenza e ampiezza istantanea proporzionali a dette sollecitazioni meccaniche; caratterizzato dal fatto che comprende inoltre:
- una seconda unit? di elaborazione (15) configurata per ricevere ed elaborare una pluralit? di terzi segnali elettrici (Dv1,n) corrispondenti a selezionati parametri di stato veicolo; e
- una terza unit? di elaborazione (16) configurata per ricevere i detti terzi segnali elettrici e detto segnale pseudo-sinusoidale e per calcolare in tempo reale, sulla base di essi, dette forze e momenti applicati a detta ruota (2) veicolo, estrapolandoli in base ad una serie di dati precedentemente alimentati a detta terza unit? di elaborazione (16) e corrispondenti a forze e momenti precedentemente rilevati sperimentalmente su detta ruota (2) a seguito della esecuzione con detto veicolo (3) di una serie di manovre prefissate.
2. Sistema (1) di rilevamento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti sensori di deformazione (10) consistono in almeno quattro coppie di estensimetri, ciascuna coppia essendo disposta in corrispondenza di una rispettiva zona di deformazione elastica (11) dell?anello esterno (5) avente estensione circonferenziale e radiale prefissata; detti estensimetri (10) essendo preferibilmente di tipo piezoelettrico.
3. Sistema (1) di rilevamento secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detta terza unit? di elaborazione (16) elabora detti terzi segnali elettrici e detto segnale pseudo-sinusoidale mediante di una mappa di calibrazione precedentemente determinata in modo empirico attraverso una funzione di regressione non lineare e/o di un database basati su detta serie di dati corrispondenti a forze e momenti rilevati sperimentalmente su detta ruota.
4. Sistema (1) di rilevamento secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detta terza unit? di elaborazione (16) elabora detti terzi segnali elettrici e detto segnale pseudo-sinusoidale attraverso una rete neurale ?shallow? (19) precedentemente addestrata mediante detta serie di dati corrispondenti a forze e momenti rilevati sperimentalmente su detta ruota.
5. Sistema (1) di rilevamento secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detta rete neurale ?shallow? (19) ? del tipo ad approccio basato su una regressione non lineare e comprende almeno un primo ed un secondo livello (20,21) formati da, rispettivamente, almeno sei neuroni e tre neuroni.
6. Sistema (1) di rilevamento secondo una delle rivendicazioni 4 o 5, caratterizzato dal fatto che detta rete neurale ?shallow? ? configurata per ricevere ed elaborare segnali corrispondenti a detta serie di manovre prefissate e consistenti in:
- Segnali conseguenti ad almeno tre frenate con intervento di dispositivo ABS con almeno 1g di decelerazione longitudinale sul rettilineo;
- Segnali conseguenti ad almeno tre frenate da 0,7 g in rettilineo;
- Segnali conseguenti ad almeno tre frenate da 0,5 g in rettilineo;
- Segnali conseguenti ad almeno due cambi di doppia linea con 1g o pi? di accelerazione laterale;
- Segnali conseguenti alla esecuzione di una pluralit? di giri veicolo completi con velocit? costante e raggio di sterzata crescente fino alla perdita di aderenza, sia in senso orario che antiorario;
- Segnali conseguenti alla esecuzione di almeno cinque minuti di guida mista normale e derapata durante le curve.
7. Sistema (1) di rilevamento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta rete neurale ?shallow? ? configurata per ricevere ed elaborare segnali corrispondenti a detti selezionati parametri di stato veicolo e consistenti almeno in:
- Segnali di accelerazione laterale del veicolo;
- Segnali di accelerazione longitudinale del veicolo;
- Segnali di angolo di sterzo del veicolo;
- Segnali di velocit? del veicolo;
- Segnali relativi alla pressione freni.
8. Sistema (1) di rilevamento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta prima unit? di elaborazione (12) consiste in una prima scheda elettronica portata direttamente dalla unit? mozzo ruota (6).
9. Sistema (1) di rilevamento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette seconda e terza unit? di elaborazione (15,16) sono scelte nel gruppo consistente in: una medesima seconda scheda elettronica (22) opportunamente programmata; rispettivamente, una seconda ed una terza scheda elettronica opportunamente programmate; uno o pi? programmi software caricati su una unit? controllo veicolo o ECU (18); e dal fatto che la terza unit? di elaborazione (16) ? configurata per scrivere in un registro (23) della una unit? di controllo (18) veicolo, con un intervallo di campionamento dell?ordine della decina di millisecondi, un set di dati consistenti in rispettive forze (Fx e Fz) ed in un momento (Mx) agenti sulla ruota veicolo, laddove x ? un asse parallelo ad una direzione di marcia veicolo, y ? un asse trasversale alla direzione di marcia veicolo e z ? un asse sostanzialmente verticale e perpendicolare agli assi x e y.
10. Metodo per il rilevamento in tempo reale e con precisione di forze e momenti agenti su una ruota (2) di veicolo (3) portata da una unit? mozzo ruota (6) comprendente un anello esterno (5) dotato di una pluralit? di sensori di deformazione (10) ad esso solidali, detti sensori di deformazione essendo configurati per generare primi segnali elettrici (Ds1) funzione di rispettive sollecitazioni meccaniche (S) agenti localmente sull?anello esterno, e di un sensore di temperatura (13) configurato per generare un secondo segnale elettrico (Ds2) proporzionale ad una temperatura interna della unit? mozzo ruota (6); il metodo di rilevamento comprendendo una prima fase in cui una pluralit? dei detti primi segnali elettrici e detto secondo segnale elettrico vengono elaborati per generare un segnale pseudo-sinusoidale (14) avente frequenza e ampiezza istantanea proporzionali a dette sollecitazioni meccaniche; caratterizzato dal fatto che il metodo di rilevazione comprende inoltre:
- una seconda fase per rilevare ed elaborare una pluralit? di terzi segnali elettrici (Dv1,n) proporzionali a selezionati parametri di stato veicolo (3); ed
- una terza fase in cui i detti terzi segnali elettrici e detto segnale pseudo-sinusoidale vengono elaborati per fornire in tempo reale dette forze e momenti (Fx,y;Mx) applicati alla ruota (2) veicolo, detta terza fase venendo eseguita sulla base di una serie di dati consistenti in valori di forze e momenti precedentemente rilevati sperimentalmente su detta ruota (2) a seguito della esecuzione con detto veicolo (3) di una serie di manovre prefissate.
11. Metodo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che la terza fase viene eseguita mediante una rete neurale ?shallow? (19) addestrata mediante detta serie di dati.
12. Metodo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detta serie di manovre prefissate consiste in:
o almeno tre frenate con intervento di dispositivo ABS con almeno 1g di decelerazione longitudinale sul rettilineo;
o almeno tre frenate da 0,7 g in rettilineo;
o almeno tre frenate da 0,5 g in rettilineo;
o almeno due cambi di doppia linea con 1g o pi? di accelerazione laterale;
o Esecuzione di una pluralit? di giri veicolo completi con velocit? costante e raggio di sterzata crescente fino alla perdita di aderenza, sia in senso orario che antiorario;
o Almeno cinque minuti di guida mista normale e derapata durante le curve
13. Metodo secondo la rivendicazione 11 o 12, caratterizzato dal fatto che detti selezionati parametri di stato veicolo (3) consistono in: o accelerazione laterale del veicolo;
o accelerazione longitudinale del veicolo;
o angolo di sterzo del veicolo;
o velocit? del veicolo;
o pressione freni.
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