PT2064532E - Sistema para determinação da pressão num pneu de veículo e/ou da velocidade do veículo - Google Patents

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Description

DESCRIÇÃO
SISTEMA PARA DETERMINAÇÃO DA PRESSÃO NUM PNEU DE VEÍCULO E/OU
DA VELOCIDADE DO VEÍCULO 0 invento refere-se a um sistema para determinação da pressão num pneu de veiculo, que está aplicado num veiculo e/ou da velocidade do veiculo com uma disposição de sensores de carga que transmite sinais de força para um modelo bidimensional da distribuição de força que é exercida pelos pneus do veiculo em contacto com os sensores quando o veiculo se movimenta sobre a disposição, com um computador que está programado, de forma que determina a pressão dos pneus e/ou a velocidade, a partir da distribuição de força, independentemente do tipo de fabrico ou do modelo da roda e do veiculo; e um dispositivo para indicação da pressão e/ou da velocidade.
Um sistema deste tipo para determinação da pressão num pneu dum veiculo já é conhecido da US 5 396. Aqui é descrita uma disposição em linha de sensores de força, sobre a qual o veiculo rola. A velocidade pode ser determinada através do aumento do sinal e do enfraquecimento do sinal, enquanto o pneu rola sobre a disposição dos sensores de carga. Com efeito, a medição da velocidade depende, sobre o aumento dos flancos do sinal, da pressão do pneu e é muito inexacta devida a influências de perfis. A WO 00/11442 revela um dispositivo e um método para medição da pressão do pneu, em que este dispositivo está fixo na roda do veiculo e em que a roda está em ligação com a base através duma zona de contacto e em que o dispositivo apresenta um ou 1 vários sensores dentro da base, em que cada sensor está preparado para medir a pressão de assento média acima do sensor, entre o pneu e a base e em que o dispositivo, além disso, apresenta um meio de aperfeiçoamento posterior para determinação da pressão de assento média entre o pneu e a base a partir do sinal de um único sensor ou de sinais de vários sensores dentro da zona de contacto para, em primeira aproximação, disponibilizar uma medição da pressão de enchimento do pneu. A WO 2006/003467 A revela um sistema para controlo de um pneu de veiculo e para apreciação do perfil dum pneu de veículo, para medição da pressão do pneu e para determinar outros parâmetros, como o peso do veículo. Para isso é destacada uma sequência de valores de medição, para obter dados referentes ao rasto global da roda, em que os elementos de medição estão preparados para apurar a qualidade da cobertura do perfil do pneu. Para isso os sensores apresentam secções flexíveis que penetram no perfil do pneu para, desta forma mostrar, por exemplo, uma profundidade insuficiente do perfil. A US 2006/0123897 refere-se a um processo para medição de, pelo menos, um tamanho característico de um pneu de veículo com o auxílio de sensores deformáveis, em que um sinal eléctrico é apurado dependente da velocidade de deformação de cada sensor. Do sinal eléctrico apurado, é determinado, pelo menos, um tamanho característico do pneu, em que a deformação do sensor deformável é determinada em duas direcções verticais entre si e em que o ajuste de duas medições de sensores se orienta tanto no sentido de movimento como também numa medição do pneu. Com isto podem, por exemplo, ser determinadas a superfície de assento do pneu ou também a distribuição de pressão do pneu sobre a sua superfície de assento. 2
Efeitos perturbadores do perfil do pneu não podem, no entanto, ser aqui considerados. Principalmente o aumento de sinal é substancialmente alterado através do perfil transversal dos pneus, por exemplo estrias transversais ou estrias de perfil decorrentes transversais, e tem que partir-se do principio de que o aumento de sinal não apresenta um curso linear. É, por isso, uma tarefa do presente invento, disponibilizar um sistema para determinação da pressão num pneu de veiculo e/ou da velocidade dum veiculo, no qual as influências do perfil do pneu são reduzidas ao máximo possível.
Esta tarefa será solucionada através dum sistema com as características da reivindicação 1. Aperfeiçoamentos com vantagens são objecto das reivindicações secundárias. 0 sistema em conformidade com o invento para determinação da pressão dum pneu que é aplicado num veículo e/ou da velocidade do veículo, abrange uma disposição de sensores de carga que transmite sinais de força para um modelo bidimensional que fornece a distribuição de força que é exercida pelo pneu do veículo em contacto com os sensores de carga, quando o veículo se move sobre a disposição, um computador que está programado de forma que determina a pressão dos pneus e/ou a velocidade do veículo a partir da distribuição de força, independente do tipo de fabricação ou do modelo do pneu e do veículo; um dispositivo para indicar a pressão e/ou a velocidade e é caracterizado por a disposição de sensores de carga abranger, pelo menos, duas filas de sensores de carga, que estão dispostos seguidos no sentido de marcha, em que, pelo menos, uma fila dos sensores de carga 3 estão desalinhados transversais num valor predeterminado, em relação ao sentido de marcha. 0 valor predeterminado deveria ser inferior à medida de um sensor de carga transversal em relação ao sentido de marcha. Em geral são utilizados numa fila sensores de carga do mesmo tipo.
Também pode ser previsto que, em pelo menos uma das filas dos sensores de carga, o comprimento dos sensores de carga é maior do que, em pelo menos, uma outra fila dos sensores de carga. Neste caso um sensor de carga mais curto atenua o custo de compensação que tem que ser exercido, se estiver presente uma pressão de pneu mais elevada com, simultaneamente, uma carga mais reduzida. Com um sensor mais longo as estrias transversais são melhor detectadas.
Globalmente é vantajoso prever várias filas com sensores de carga relativamente mais curtos, embora através disso a quantidade dos sensores de carga necessários aumenta conjuntamente com os custos. No entanto, também se obtém maior volume de informação explorável. 0 principio de medição em conformidade com o invento é, em termos físicos, um compromisso entre uma superfície de sensores, se possível longa que é desejável, porque minimiza influências de perfil e uma superfície de sensores mais curta possível. 0 comprimento de assento do pneu em sentido longitudinal com elevada pressão de ar e carga reduzida é muito reduzido. Um comprimento de assento mais reduzido que o comprimento da superfície dos sensores conduz, se não for exercida qualquer compensação, a erros de medição substanciais. Isto limita fortemente o sector para o comprimento dos sensores. 4
As superfícies individuais dos sensores deveriam localizar-se o mais próximas possível entre si, de preferência, tanto em sentido de marcha como transversalmente impermeáveis entre si.
Através da disposição desalinhada dos elementos de sensores, também as superfícies individuais dos sensores podem ser concebidas mais largas que a distância própria dos sensores transversal ao sentido de marcha, sem no entanto, reduzir substancialmente a resolução local.
Globalmente, as influências perturbadoras de estrias longitudinais do perfil podem ser minimizadas com segurança, porque o efeito provocado pelas estrias longitudinais pode ser apurado e eliminado. Para isso, uma cobertura de superfície com sensores de carga é óptima, porque uma estria longitudinal é sempre detectada.
Vantajosa é a previsão duma unidade de computador que calcula sempre o centro de gravidade para os sinais de uma primeira fila de sensores de carga e para os sinais de uma segunda fila de sensores de carga, em conformidade com Σ (Ip. P) PI =--------- Σ Ip em que |p é a intensidade no local p e em que o centro de gravidade pt para o momento t foi atravessado e da diferença entre o centro de gravidade P12 da segunda fila dos sensores de carga e o centro de gravidade Ptl da primeira fila dos 5 sensores de carga é apurada a velocidade v em conformidade com P12 - Ptl v =-------- t2 - tl A partir da diferença de tempo dos sinais de ambas as filas podem ser calculadas com bastante precisão a velocidade do veiculo e a sua aceleração.
Neste caso prefere-se que os sensores de carga sejam lidos paralelos ou quase paralelos. No método de quase paralelo a leitura dos dados acontece tão rapidamente que não se verificam atrasos dignos de registo nem erros de medição ou são tomadas medidas de correcção correspondentes. 0 comprimento exacto de assento do pneu em cada comprimento de sensores pode ser calculado aproveitando-se a informação de velocidade, em que o sinal de força é convertido em unidades de comprimento, é deduzido o comprimento dos sensores. Para o caso do comprimento de assento ser menor que o comprimento dos sensores ou se aproximar do sector do comprimento dos sensores, é executado de forma funcional um cálculo de compensação. Nesta situação é suficiente em muitos casos uma compensação linear.
Deve ser observado que a medição de velocidade para determinação da pressão dos pneus é imprescindivelmente necessária. Ela também pode ser executada de forma independente. No procedimento em conformidade com o invento para determinação da velocidade, reduzem-se as influências de perfil, rasto e queda. 6
Através da observação diferencial, principalmente, do aumento dos flancos dos sinais, são visíveis os efeitos de perfil que podem ser considerados.
Principalmente a profundidade de perfil desenvolve um sinal característico no corte típico e cónico do perfil. No caso de profundidades de perfil elevadas as estrias do perfil são muito profundas e largas e desenvolvem um elevado nível de sinal em sentido transversal ou longitudinal. Com o aumento da profundidade do perfil a estria do perfil é mais estreita a qual reduz a amplitude do sinal. Disto pode facilmente ser deduzida a profundidade do perfil. Assim, está previsto que através da utilização da amplitude dos sinais de força em sentido de marcha e/ou transversalmente ao sentido de marcha, um computador determina a profundidade de perfil do pneu.
Uma funcionalidade adicional do sistema é a medição de peso do veículo. A carga que cada pneu pode individualmente suportar, pode ser determinada através da integração das pressões de pneus medidas sobre a distância da viagem e a largura dos pneus. 0 peso dos eixos ou o peso global do veículo é apurado através da soma das cargas dos pneus individuais, dos eixos ou do veículo.
Um tipo de instalação simples para o sistema é a introdução directa na superfície da faixa de rodagem, maioritariamente protegida por uma rampa de entrada ou da saída duma faixa de rodagem. Esta indicação de montagem é de fácil e rápida execução, embora possua desvantagens que são provocadas pela aceleração vertical dos eixos. Principalmente surgem, neste caso, alterações bruscas de carga ou uma omissão parcial dos sensores provocam, para além duma sobrecarga e desgaste das placas dos sensores, divergências elevadas na medição. 7
Precisão especialmente elevada e uma minimização da carga do sistema é alcançada aplicando-se as placas dos sensores niveladas no chão de forma que os eixos do veiculo não executem nenhum movimento vertical provocado por uma rampa ou elemento semelhante e não se verifiquem oscilações perturbadoras do pneu ou do eixo.
Seguidamente, deve o invento ser esclarecido com mais pormenores com o auxilio do desenho incluído. Assim, mostra:
Figura 1 um primeiro exemplo duma disposição de sensores de carga, em cujos sensores de carga duma primeira fila, em relação aos sensores de carga duma segunda fila, estão desalinhados entre si no sentido de marcha A dum veículo; figura 2 um segundo exemplo duma disposição de sensores de carga; e figura 3 um terceiro exemplo duma disposição de sensores de carga; e figura 4 um quarto exemplo duma disposição de sensores de carga. 0 sentido de marcha está indicado, neste caso, através da seta A. Uma primeira fila 10 de sensores de carga, p. ex., 1, 3, 5, ... está desalinhada em relação a uma segunda fila de sensores de carga 20, p. ex. 2, 4, 6 num valor x transversal em relação ao sentido de marcha. A dispersão de tempo produzida pela velocidade do veículo quando o pneu pisa ambas as filas 10, 20 permite, assim, o apuramento desta velocidade. A vantagem reside no facto de só se necessitar da quantidade de sensores que, na situação da Técnica, são 8 utilizados numa fila, todavia também adicionalmente a vantagem de se juntar a informação da velocidade. Neste caso os sensores de carga não ligados electricamente em série, mas sim, em paralelo ou são, pelo menos, lidos em paralelo no que se refere aos dados armazenados.
As superfícies dos sensores têm que manter uma distância entre si para que não sofram uma sobreposição mútua. Assim, ficam por ler estreitos intervalos entre as superfícies dos sensores. A disposição desalinhada permite a ampliação ou o alargamento das superfícies dos sensores individuais até ao dobro da distância entre os sensores de carga. Através disto a influência perturbadora do perfil do pneu pode ser substancialmente reduzida sem perdas de resolução dignas de registo. A figura 2 mostra um exemplo duma disposição de duas filas 10', 20' de sensores de carga que, tanto em sentido de marcha, como também transversalmente em relação a ele, estão dispostas impermeáveis entre si. Assim, os pequenos intervalos que existem na forma de execução da figura 1, são completamente evitados e a influência de estrias longitudinais pode ser detectada e, se necessário, compensada. A figura 3 mostra um exemplo duma disposição de sensores de carga, na qual uma primeira fila 10' dos sensores de carga e uma segunda fila 20'' dos sensores de carga tem comprimentos de sensores diferentes em sentido de marcha. Através disto a influência de perfil pode ser fortemente reduzida, por outro lado, o comprimento efectivo de assento dum pneu com reduzida carga e elevada pressão, pode ser determinado com precisão. 9 A figura 4 mostra um exemplo duma disposição de sensores de carga, na qual três filas 10"', 20' ' ', 30''' de sensores de carga estão dispostas com comprimento igual de sensores. É incondicionalmente vantajoso prever duas ou mais filas de sensores de carga. Através da informação redundante que assim é obtida, o resultado é, certamente, mais seguro. No entanto a disposição teria um custo em conformidade mais elevado.
Também são possíveis outras alterações das disposições de sensores de carga. Se neste caso for necessária informação redundante, podem ser previstas quatro ou mais filas de sensores de carga, sendo que os comprimentos dos sensores nas filas individuais podem ser iguais ou diferentes. Nos desenhos é apenas apresentado que duas filas estão desalinhadas entre si metade da largura dos sensores. Também são possíveis outros desalinhamentos, por exemplo, V4 da largura dos sensores ou qualquer outra fracção desta.
Lisboa, 30 de Março de 2010. 10

Claims (8)

  1. REIVINDICAÇÕES 1. Sistema para determinação da pressão num pneu de veiculo que está aplicado num veiculo e/ou da velocidade do veiculo com: Uma disposição de sensores de carga (1,2,3...) que transmite sinais de força para um modelo bidimensional da distribuição de força que é exercida pelos pneus do veiculo em contacto com os sensores, quando o veiculo se move sobre a disposição; um computador que está programado de forma que determina a pressão dos pneus e/ou a velocidade a partir da distribuição de força independentemente do tipo de construção ou do modelo do pneu e do veiculo; e um dispositivo para indicação da pressão e/ou da velocidade; caracterizado por a disposição dos sensores de carga abranger, pelo menos, duas filas (10, 20) de sensores de carga que estão dispostas seguidas em sentido de marcha, em que pelo menos, uma fila dos sensores de carga estão desalinhados transversais em relação ao sentido de marcha num determinado valor (x) , contra uma ou várias filas dos sensores de carga, e uma unidade de computador que executa diferencial dos flancos ascendentes dos sinais de força, para identificar e para compensar efeitos de perfil do pneu.
  2. 2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o valor (x) predeterminado ser inferior que a 1 dimensão dum sensor de carga transversal ao sentido de marcha.
  3. 3. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por em, pelo menos, uma das filas (10, 20) dos sensores de carga (1,2,3...) o comprimento dos sensores de carga (1,2,3...) ser maior que em, pelo menos, uma outra fila (10.20) dos sensores de carga (1,2,3...).
  4. 4. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os sensores de carga (1,2,3...) serem lidos em paralelo ou quase em paralelo.
  5. 5. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por estar prevista uma unidade de computador que converte o sinal de força produzido pelos sensores de carga (1,2,3...) em unidades de comprimento e calcula o comprimento exacto de assento do pneu sobre a superfície de cada um dos sensores de carga (1,2,3...) a partir do comprimento do sinal de força, deduzindo o comprimento do sensor de carga (1,2,3...) correspondente.
  6. 6. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por estar prevista uma unidade de computador que, para os sinais duma primeira fila (10,20) dos sensores de carga (1,2,3...) e para os sinais duma segunda fila (10.20) dos sensores de carga (1,2,3...) calcula o respectivo centro de gravidade, em conformidade com Σ (Ip. P) PI =------- Σ Ip 2 em que Ip é a intensidade no local p e em que o centro de gravidade pt foi atravessado no momento e, da diferença do centro de gravidade pt2 (10,20) dos sensores de carga (1,2,3...) e o centro de gravidade ptl da primeira fila (10,20) dos sensores de carga (1,2,3...) determina a velocidade v em conformidade com P12 - Ptl v =-------- t2 ~ tl
  7. 7. Sistema de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por, no caso do comprimento de assento do pneu ser menor que o comprimento de um ou de vários sensores de carga (1,2,3...), ser executado um cálculo de compensação.
  8. 8. Sistema de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por, na utilização da amplitude dos sinais de força em sentido de marcha e/ou transversalmente ao sentido de marcha, uma unidade de computador determinar a profundidade de perfil do pneu. Lisboa, 30 de Março de 2010. 3
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