SE526362C2 - Däckövervakningssystem - Google Patents

Description

25 30 35 526 362 2 signal som representerar ett uppmätt parametervärde till en visningsenhet, vilken vanligen är monterad i förarens hytt. Sändningen äger vanligen rum med regelbundna inter- valler. Sensorenheten tar sin effekt från en inbyggd kraftkälla, vanligen ett batteri.

Ett problem med känd teknik är att energin som till- handahålls från batteriet är begränsad, och när nämnda batteri är förbrukat är det nödvändigt att avlägsna däc- ket och byta ut batteriet eller hela sensorenheten. En lösning för att åtminstone delvis övervinna detta problem för passagerarbilar har föreslagits av SmarTire, genom tillägg av en rörelsesensor, t ex en accelerometer, åt sensorenheten. Rörelsesensorn är kopplad till en omkopp- lar- och fördröjningskrets så att sensorn styrs att vara aktiv och sända endast när nämnda passagerarbil rör sig.

För att tillhandahålla viss marginal är systemet enligt känd teknik konstruerat så att rörelsesensorn måste de- tektera en minsta acceleration över ett visst definierat tröskelvärde, varvid accelerationen beror på däckets rotationshastighet och den radiella placeringen av sen- sorenheten. På detta sätt kommer normala vibrationer som förekommer vid ett fordon i vila på grund av vind etc inte att trigga tryckmätning och/eller signalsändning, varvid effekt därigenom sparas.

Ett problem med denna typ av lösning hänför sig till beroendet av däckets rotationshastighet, nämligen att tröskelnivàn för sensorenheten för làngsamtgående fordon inte kommer att överstigas. Resultatet är att systemet inte kommer att trigga några mätningar och/eller sänd- ningar, varvid systemet därför kommer att vägra att fun- gera. Detta är typiskt fallet t ex för skogsmaskiner, men i allmänhet för vilken typ som helst av hjulburna fordon som rör sig med låg hastighet.

Ytterligare ett problem med kända system är att de inte kan användas på däck med slang, eftersom sensor- enheten vanligen är fäst vid fälgen och därigenom är kon- struerad att mäta trycket för den omgivande gasen. I ett 10 15 20 25 30 35 526 362 3 slanglöst däck exponeras fälgen för däcktrycket, varvid trycket i ett däck med en slang förblir inom slangen.

Lösningar enligt känd teknik är därför inte ett alterna- tiv för däck med slang.

Sammanfattning av uppfinningen Ett ändamål med föreliggande uppfinning är därför_ att tillhandahålla ett förbättrat system för övervakning av däckparametrar vid däck i rörelse. Uppfinningen riktar sig i synnerhet mot tillhandahållande av en förbättring jämfört med känd teknik som är användbar för långsamt- gående fordon, såsom skogsmaskiner, och tillhandahållande av organ för att reducera effektförbrukning i sådana övervakningssystem.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är också att tillhandahålla organ för att mäta däckparametrar för däck med slang.

Föreliggande uppfinning är baserad på uppfinnarens insikt att ett problem med dagens system för att reducera energiförbrukning är att rörelsesensorn för dagens system inte är tillräckligt känslig för att känna skillnaden mellan ett hjul i vila och ett hjul i rörelse. Tester har också visat att förekomsten av falska rörelsesignaler kommer att öka och så även energiförbrukningen om signa- len från rörelsesensorn förstärks innan den jämförs med ett tröskelvärde.

I enlighet med uppfinningen uppfylls det ovannämnda ändamålet genom att öka sensorns rörelse. Detta uppnås huvudsakligen genom att tillhandahålla en skyddande bära- re runt sensorenheten som möjliggör för nämnda enhet att fritt tumla inuti ett slanglöst däck, eller inuti en slang för ett däck. Tester som har utförts av uppfinnaren och hans team visar att den skyddande bäraren och sensor- enheten fungerar mycket väl som en enhet. Den skyddande bäraren innefattar företrädesvis ett stycke lättplast eller ett material med liknande stötdämpande egenskaper som är stort nog att rymma sensorenheten inuti det och att tillhandahålla ett skikt av stötdämpande material 130 'JflTIiELLEIE-Öšïšå .ÄB (PUBLEVFBLEIJLEBG-Rfé INDUSTRI AB I-JJE* OÜl ““ IBEZLC-L4ï?ê22lÛ1á1'?4 App].t-:ationtextTošnstructor CH 'lüüïš--ON-ífil «.-'r.:.iger.;«-::l versiorhdoc' 10 15 20 25 30 35 526 362 4 runt sensorenheten som är tillräckligt tjockt för att skydda sensorenheten från slitage och förstörelse när den är inuti däcket. En skikttjocklek på 2-4 cm, beroende på sensorenhetens storlek och vikt, kan vara lämplig. Formen på nämnda bärare är företrädesvis som en fast tvål eller kuddliknande. Andra möjliga former innefattar polyedrisk, elliptisk och sfärisk.

En form som liknar en kudde kommer att bidra till tumlingsbeteendet inuti däcket mer än exempelvis en sfä- risk form. Beroende pá sensorn fungerar emellertid sanno- likt också en sfärisk form, eftersom den kommer att rote- ra med en högre rotationshastighet än själva däcket, och därigenom förorsaka att accelerationen blir högre än ett tröskelvärde för en energisparande krets som beskrivs ovan. Sensorenheten är företrädesvis anordnad i en kavi- tet i mitten av nämnda stycke.

Den skyddande bäraren placeras mycket enkelt inuti ett däck i samband med monteringen av nämnda däck vid en fälg. Vid slangar kan bäraren placeras inuti slangen vid tillverkningen av nämnda slang, eller senare. Om det är senare, görs företrädesvis ett kort snitt i slangen, förs bäraren med sensorenheten in, och tillsluts snittet där- efter, t ex med hjälp av vulkanisering.

I det ovanstående exemplet kan bäraren vara försedd med ett yttre hölje av ett lämpligt material.

Kort beskrivning av ritningarna Utföringsformer av uppfinningen kommer att beskrivas vidare och förklaras i samband med de bifogade ritningar- na på vilka Fig la och lb visar en vy ovanifrån respektive en sidovy av en skyddande bärare; Fig 2 visar en tvärsnittsvy från sidan av ett slang- löst däck med en skyddande bärare; Fig 3 visar en tvärsnittsvy från sidan av ett däck som har en slang med en skyddande bärare; och ZUOS-ÛB-flf-S 15:30 XY:“=.TRELJI.EBORG AB ll-*üëblflxTñELLäßükïG ENDÜSTRI .ÄB AVE- (301 DÄ 1__k'f:»rriger-s1;j 'version .det 10 15 20 25 30 35 526 362 5 Fig 4 schematiskt åskådliggör funktionselement av en sensorenhet för användning i en utföringsform enligt upp- finningen.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer Fig la visar en vy ovanifràn av en skyddande bärare 100 enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning.

Bäraren 100 innefattar ett block 101 av ett stötdämpande material, såsom t ex lättplast av PU-typ, gummi, kork eller något annat material med stötdämpande materialegen- skaper. I en föredragen utföringsform är blocket 101 för- sett med en kavitet 102 för att rymma en sensorenhet (visas inte). Kaviteten 102 kan utelämnas beroende på mjukheten och flexibiliteten hos blockets 101 material, genom att ett mjukt material kan anpassa sig själv runt nämnda sensorenhet. Vid montering av bäraren och sensor- enheten placeras sensorenheten i ett snitt eller i en ut- skuren eller uthuggen kavitet 102 i mitten av nämnda bärare 100. Bäraren 100 tillsluts sedan med hjälp av lim, tejp eller någon annan lämplig metod. Bäraren 100 ges företrädesvis en tumlingsvänlig form och rundade kanter 104. Formen liknar företrädesvis en fast tvål, eller kudde. En sådan form kommer att bidra till tumlings- beteendet inuti däcket mer än t ex en sfärisk form. Ett tumlingsbeteende ger sannolikt höga accelerationer, vilket kan trigga sensorn och sändningsenheten att sända data. I en alternativ utföringsform har bäraren 100 en sfärisk form, och eftersom diametern av bäraren 100 med nödvändighet kommer att vara mindre än diametern av däc- ket i vilket den är placerad, kommer bäraren 100 att ro- tera med en högre rotationshastighet än själva däcket och därigenom få accelerationen att bli högre än tröskelvär- det för en effektsparande krets, såsom beskrivs ovan. Fig lb visar en sidovy av bäraren i fig la.

Fig 4 åskådliggör, med hjälp av ett schematiskt blockschema, en utföringsform av en sensorenhet 401 för användning i det uppfinningsenliga systemet. Det torde inses att blocken enligt fig 4 representerar funktions- 1-\ . TRELLEBORG (FUBLHTE-'IELLEBORG íï-lílïlíšTRï AB AVR: 001 .2lÛ141?áï2l0läl74 ApplicationtextToInsrructor CH 2005-03-01 lm, ge ft verslon.doc 10 15 20 25 30 35 526 362 6 element, vilka inte nödvändigtvis är fysiskt separerade.

Sensorenheten 401 innefattar en trycksensor 403 för att mäta gas- eller fluidtryck. Sensorn 403 har typiskt en gränsyta till det yttre av sensorenheten 401, innefattan- de ett membran, en tryckkänslig kristall, eller något annat organ som är känt från bakgrundsteknikens område.

En kraftkälla 404 innefattas vidare i sensorenheten 401.

Kraftkällan 404 är företrädesvis ett batteri. Beroende på typen av trycksensor som används, erfordras, eller er- fordras inte, kraftkällan 404 för att ta upp ett tryck- mätningsvärde från trycksensorn 403. Passiva mekaniska eller hydrauliska lösningar behöver inte erfordra elek- trisk effekt, medan t ex en piezoelektrisk utföringsform skulle. Sensorenheten 401 innefattar vidare ett signal- omvandlingsorgan 402 för omvandling av tryckvärden som detekteras med hjälp av trycksensorn 403 till en radio- sändningsbar signal. Ett sådant signalomvandlingsorgan 402 innefattar företrädesvis en mikroprocessor. En radio- sändare 406 innefattas också i sensorenheten 401, för- bunden med signalomvandlingsorganet 402. Åtminstone nämn- da signalomvandlingsorgan 402 och radiosändningsorgan 406 drivs med hjälp av elektrisk effekt, vilken tillförs från kraftkällan 404. Sensorenheten 401 innefattar vidare organ för att reducera effektförbrukning, typiskt en rörelsesensor 405, i form av en accelerometer som styr åtminstone sändning genom nämnda sändningsorgan 406, och eventuellt också tryckmätning med hjälp av sensorn 403, och signalomvandling genom nämnda signalomvandlingsorgan 402. Rörelsesensorn 405 är särskilt operativt förbunden med åtminstone nämnda sändningsorgan 406 så att ingen sändning förekommer när ingen rörelse över en förinställd tröskelnivà detekteras, där nämnda tröskelnivà företrä- desvis är en accelerationsnivå.

Sensorenheten 401 är, såsom indikeras med hänvisning till fig la och lb, placerad inuti eller fäst vid en skyddande bärare 100, vilken i sin tur är fritt anordnad i däcket för ett fordon. En mottagarenhet 407 är placerad 2005*03-08 15:30 ':\TRELLEEÜRG AB {PUBL}\TRELLEEORG INÜUSTRI AB AVD 001 DÄ'ÉE<.\.PLI-.'L'EI\J'Y_'\3162\_3F3\2l014174\21:7l41l4 Applicationt?extToIrzstru-:tzor CH 2005-133-01 'lflkfrfzrigeracl versi-'wrndoc 10 15 20 25 30 35 utvändigt däcket, och innefattar organ för mottagning av radiosignaler som sänds ut från nämnda sändningsorgan 406, och organ för avkodning av ett uppmätt parameter- värde som har omvandlats till den mottagna signalen med hjälp av nämnda omvandlingsorgan 402. Pà detta sätt över- förs ett däckparametervärde som mäts med hjälp av sensorn 403 till det yttre av däcket, företrädesvis till ett for- don vid vilket däcket är fäst. Mottagarenheten 407 kan t ex vara positionerad nära däcket, eller centralt i for- donets cockpit. En och samma mottagarenhet 407 kan vidare användas för flera däck, dvs till deras respektive sen- sorenheter 401, eller används alternativt en mottagar- enhet 407 för en enda sensorenhet 401.

Fig 2 visar en sidovy av ett däck 201 som är fäst vid en hjulfälg 205. Det inre utrymmet 203 av däcket 201, vilket vanligen är fyllt med trycksatt luft, är försett med en fritt rörlig skyddande bärare 100 som har en sen- sorenhet 401 inuti, såsom sensorenheten som beskrivs i samband med fig 4. Nämnda sensorenhet 401 tillhandahåller organ för att mäta lufttryck, omvandla tryckvärden som representerar nämnda tryck till en radiosändningsbar sig- nal, och sända ut nämnda signal. Sensorenheten 401 inne- fattar också en kraftkälla, t ex ett batteri för att dri- va sändaren och annan elektronik. Enheten innefattar vidare organ för att reducera effektförbrukning, typiskt en rörelsesensor i form av en accelerometer som styr sändning och/eller mätningar så att ingen sändning och/- eller mätning triggas när ingen rörelse över en förin- ställd acceleration inträffar. Åtminstone för långsamt roterande hjul är accelerationen som sensorenheten 401 utsätts för när den kombinerade bäraren 100 och sensor- enheten 401 tumlar inuti däcket 203 när hjulet vrids, högre än vad som skulle ha varit fallet om sensorenheten hade varit stadigt fäst vid hjulets fälg 205. På detta sätt kan en tröskelaccelerationsnivà övervinnas för rörelsesensorn 405 även om accelerationen vid fälgen 205 är mindre än tröskelnivàn. 'lfnïü VR-.Iïfißbïælß-Cëßéi AB íPIJBL;-\'I'REL«LEB-JRG ïblï-YISTRI AB Iaï-”LI 003. “*3l6i E\2l9l4l7áE2L0i4í74 Appli¿ationtexrToInstructor CH 2005-03-01 làkurrigerad version.doc 10 15 20 25 30 35 526 562 8 En annan fördel med föreliggande uppfinning indike- ras i fig 2. Antag att fordonet rör sig i riktningen av pilen A, då rör sig periferin av däcket enligt pil B.

Bäraren 100 följer insidan av däcket under den första fjärdedelen av ett varv, eller mindre, innan den faller eller tumlar ner till det lägsta partiet av däcket igen.

Bäraren kommer det mesta av tiden att vara vid en posi- tion mellan 0 och 90 grader mot den bakre delen av däc- ket, räknat från den lägsta positionen. Detta är en för- del eftersom däck för skogsmaskiner ibland rör sig över stenar 210 och andra föremål som komprimerar däcket hela vägen till fälgen, och en sådan komprimering börjar all- tid vid däckets främre sida. Föreliggande uppfinning för- hindrar därför, genom den ovan beskrivna effekten, att bäraren 100 skadas mellan fälgen 205 och en komprimerad del 220 av däcket 201, eftersom bäraren 100 normalt kom- mer att vara anordnad vid den bakre sidan av däcket, så- som àskàdliggörs.

Fig 3 visar en sidovy av ett hjul med ett däck 201 som har en inre slang 208. Nämnda slang 208 visas i tvär- snitt där tvà sektioner förekommer, en inre sektion 207 nära fälgen 205 och en yttre sektion 206 nära den inre ytan av däckets 201 slitbana. Den skyddande bäraren 100 visas, såsom i fig 2, i den högra undre delen av det luftfyllda däcket, och i utföringsformen enligt fig 3 är den kombinerade bäraren 100 och sensorenheten 401 också fritt anordnad inuti slangen 208. Problemet med känd tek- nik att inte kunna mäta trycket i däck med slang över- vinns med ett system enligt fig 3.

I det föregående har principerna med föreliggande uppfinning beskrivits med hänvisning till föredragna ut- föringsformer, såväl som förtjänsterna och fördelarna med uppfinningen. Det bör emellertid noteras att variationer av de specifika utföringsformerna också innefattas i upp- finningen som sådan. Sensorenheten kan t ex användas för övervakning av andra däckparametrar än tryck, såsom t ex 2005-03-09 15230 V:\TRELLEBORG AB !?UBL3\TÉELLEBORG EHDUSTE1 A3 AUD 001 BÅCK.\LJA'I.'EI~JI"~.3l6^I\SE\2lill4l'?4221014374 App!n:ationtextToïnstru-:Ltor CH 20135-03--01 l_kcrrigerad version.doc 526 362 9 temperatur eller fuktighet. Uppfinningens omfattning de- finieras av de bifogade kraven.

ZÛOS-Û-Éšeüíï 15:30 *J:\~.'PEEI_.-LEBÜRG AB EITUBLMTRBLLEEÜRG INDUSTRI AB AVD 001 E1šà-:K\PATE.'~3T\31éš; :SE\Z1Lïl=117<',\21.ÜiL4l'?-1 Appli-.ïationtext'l'olnstru-:tor CH 2005--03-»01 1__kf.f-rriger:1t1 veptiorhrloc;

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 Lfï P D O\ (N (Ä PJ 10 PATENTKRAV

1. System för övervakning av åtminstone en parameter för ett fordonsdäck (201), innefattande en sensorenhet (401) anordnad inuti däcket, och en mottagarenhet (407) anordnad utanför däcket, varvid nämnda sensorenhet inne- (403) för att mäta åtminstone en däck- en finit kraftkälla (404) organ (406) för sändning av en signal som representerar ett uppmätt värde för nämnda däckparameter till mottagar- enheten, varvid nämnda sensorenhet är anordnad inuti en skyddande bärare (100), vilken bärare är anordnad fritt rörlig inuti nämnda däck, och varvid nämnda sensorenhet (405) som styr parameterav- känning och/eller sändning beroende på en avkänd rörelse- nivå. fattar en sensor parameter, och ett sändnings- innefattar en rörelsesensor

2. System enligt krav 1, varvid nämnda rörelsesensor innefattar en accelerometer, varvid aktivering för avkän- ning och/eller sändning är begränsad till fall där en acceleration som känns av med hjälp av accelerometern överstiger en förinställd nivå.

3. System enligt krav l, varvid nämnda skyddande bärare (100) är anordnad fritt rörlig inuti en slang (208) för nämnda däck.

4. System enligt krav l, varvid nämnda skyddande bärare (100) innefattar ett stycke stötdämpande material.

5. System enligt krav 4, varvid nämnda stötdämpande material företrädesvis helt och hållet täcker nämnda sen- sorenhet.

6. System enligt krav 4, varvid nämnda stötdämpande material innefattar ett eller flera av de följande mate- rialen; lättplast av PU-typ, PU-plast, cellplast, kork och gummi.

7. System enligt krav 4, varvid nämnda bärare (100) är utformad att ha en yttre yta av en av de följande for- merna; polyedrisk, elliptisk eller sfärisk. UBL?ïTRELLEBORG INüUSTRï AE Aïü 001 4 Appliqationrex:ToInstructor CH SÜOE-03-Gi 10 l5 ll

8. System enligt krav 4, varvid nämnda skyddande bärare (100) innefattar ett yttre hölje.

9. Kombinerad sensorenhet och skyddande bärare för användning i ett system för övervakning av åtminstone en parameter för ett fordonsdäck (201), varvid nämnda sen- sorenhet (401) (403) för mätning av åtminstone en däckparameter, en finit kraftkälla (404) och ett sändningsorgan (406) för sändning av en signal som representerar ett uppmätt värde för nämnda däckpara- meter till en mottagarenhet, varvid nämnda sensorenhet är anordnad inuti nämnda skyddande bärare (100), varvid den kombinerade sensorenheten och skyddande bäraren är an- innefattar en sensor passad att vara anordnad fritt rörlig inuti nämnda däck, och varvid nämnda sensorenhet innefattar en rörelsesensor (405) som styr parameteravkänning och/eller sändning, beroende på en avkänd rörelsenivå. 'Éfíšß ~Ü 3-41 i