WO2016157069A1

WO2016157069A1 - Sistema de controlo de ignição e método de operação

Info

Publication number: WO2016157069A1
Application number: PCT/IB2016/051749
Authority: WO
Inventors: Kelve BARROS FERREIRA; Daniel DOMINGUES DE PINA; Armando Claudio MILHEIRO LOPES
Original assignee: Barros Ferreira Kelve; Domingues De Pina Daniel; Milheiro Lopes Armando Claudio
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2016-03-28
Publication date: 2016-10-06

Abstract

O presente pedido resolve o problema técnico de controlar eficazmente sem fios a ignição de um motor de um veículo, com base na deteção de uma cabeça humana no interior de pelo menos um capacete. Divulga-se um sistema de controlo de ignição que compreende um dispositivo eletrónico fixo num veículo. O sistema compreende ainda pelo menos um dispositivo eletrónico incorporado num capacete. Este compreende um interruptor de pressão em contacto com a cabeça do utilizador (101) e um interruptor de pressão no fecho do capacete (104), elementos estes que se encontram ligados em série através de condutores elétricos (102) a uma unidade eletrónica de controlo e interface de comunicação sem fios (103). Assim, quando a cabeça do utilizador se encontra dentro do capacete, é emitido um sinal de segurança, sem fios, que permite que a ignição de um veículo só funcione com a utilização correta do capacete.

Description

DESCRIÇÃO

"SISTEMA DE CONTROLO DE IGNIÇÃO E MÉTODO DE OPERAÇÃO"

Domínio técnico

A presente aplicação relaciona-se com um sistema de controlo de ignição e seu método de operação.

Antecedentes

Atualmente observa-se a necessidade de proteger a cabeça usando capacete devidamente ajustado e apertado, quando se realiza a operação de um veiculo com motor. Por exemplo, legalmente, todos os condutores de veículos de duas rodas, e.g. ciclomotores, motociclos, entre outros, devem fazê-lo.

Por exemplo, no caso dos motociclistas, apesar de todos terem conhecimento de que é obrigatório, sabemos que essa condição por vezes não se verifica, colocando, em risco a vida do próprio condutor, assim como, dos utilizadores da via pública. Por vezes, em curtas distâncias pensa-se desnecessário o uso de capacete. No entanto, os acidentes ocorrem quando menos se espera. O uso de capacete é obrigatório e pode salvar vidas.

Em seguida descrevem-se algumas soluções conhecidas estado da técnica para a utilização de capacete durante operação de um veículo.

Algumas soluções conhecidas alcançam um dispositivo de segurança para utilizadores de veículos com o objetivo de desativar os meios de prevenção e operação presentes num veículo para que este possa ser utilizado apenas quando o capacete está colocado na cabeça do condutor. Em algumas dessas soluções, observa-se um sistema de segurança eletrónico que compreende a interação de dispositivos eletrónicos posicionados tanto no capacete como no veiculo, que comunicam entre si se o capacete se encontrar orientado tal como quando este é colocado na cabeça de um condutor, com o objetivo de permitir o arranque do motor do veiculo.

Ainda noutras adaptações de algumas soluções conhecidas, observa-se um sistema de segurança para um capacete, que permite codificar um código secreto num smart-card lido no capacete e que é utilizado para comunicar com um sistema de controlo de ignição do motor. Este só é desbloqueado de forma a permitir o arranque do motor, quando o capacete deteta a presença de uma cabeça humana no seu interior.

As soluções conhecidas não resolvem completamente os problemas técnicos subjacentes verificando-se, na prática, que estas são complexas, caras, e em alguns casos incompletas. Além disso, algumas não permitem a interação de outros capacetes em simultâneo com as mesmas funcionalidades .

Descrição geral

O presente pedido resolve o problema técnico de controlar eficazmente sem fios a ignição de um motor de um veiculo, com base na deteção de uma cabeça humana no interior de pelo menos um capacete.

Divulga-se um sistema de controlo de ignição que compreende um dispositivo eletrónico fixo num veiculo e pelo menos um dispositivo eletrónico incorporado num capacete. Todos os dispositivos referidos compreendem uma unidade eletrónica de controlo e uma interface de comunicação sem fios.

O dispositivo eletrónico incorporado num capacete compreende ainda dois interruptores de pressão ligados em série colocados no interior do capacete. Um dos interruptores encontra-se no interior do capacete, em contacto com a cabeça do utilizador, e o outro no fecho do capacete. Todos os interruptores de pressão estão ligados em série. Numa forma de realização, o dispositivo eletrónico compreende ainda um interruptor de pressão no fecho da viseira do capacete.

Os interruptores têm como objetivo detetar se o capacete está devidamente colocado na cabeça, em primeiro lugar através da pressão exercida entre o capacete e a cabeça e em segundo lugar através do fecho do capacete. A ligação em série de todos os interruptores permite um funcionamento semelhante aos circuitos de iluminação, em que a lâmpada acende ao se carregar num interruptor.

O dispositivo fixo num veiculo compreende ainda um relê com dois estados: aberto (desligado) ou fechado (ligado), ligado em série entre uma bateria, preferencialmente a bateria do veiculo, e o sistema de ignição. Sempre que o dispositivo eletrónico incorporado num capacete deteta que o último se encontra colocado na cabeça, o dispositivo emite um sinal de segurança para o dispositivo fixo no veiculo, que leva a que o relê (normalmente no estado aberto) passe ao estado fechado, permitindo assim a passagem de corrente elétrica para o sistema de ignição. O relê só fica ativo, i.e. no estado fechado, quando o dispositivo fixo no veiculo receber um sinal de segurança do emissor, que está no capacete, a indicar que o capacete está devidamente colocado na cabeça.

Desta forma, só quando todos os interruptores de pressão estão ativos é que o circuito se encontra fechado e pronto para comunicar com a interface de comunicação sem fios que se encontra no dispositivo eletrónico fixo num veiculo. A interface de comunicação sem fios que se encontra no dispositivo eletrónico incorporado no capacete só envia um sinal de segurança para o dispositivo fixo no veiculo quando os interruptores estão fechados.

A comunicação entre o dispositivo fixo no veiculo e o dispositivo incorporado no capacete faz-se através de radiofrequência . Quando os dois interruptores estão ativos, isto é quando a cabeça do utilizador se encontra dentro do capacete com o fecho apertado, o dispositivo eletrónico incorporado num capacete emite o sinal de segurança, sem fios. Este tipo de ligação obriga a que, em caso de só um interruptor de pressão estar fechado, o sistema não consiga enviar qualquer sinal de segurança para o dispositivo fixo no veiculo. Assim, com esta solução a ignição do veiculo só funciona com a utilização correta do capacete.

Numa forma de realização, as interfaces de comunicação sem fios compreendem um emissor por radiofrequência com modulação por frequência. Numa outra forma de realização, o emissor por radiofrequência está configurado com uma frequência de base da onda portadora de 30 MHz . Ainda numa outra forma de realização, o emissor está configurado para codificar um sinal de segurança com pelo menos 8 bytes. Numa outra forma de realização, realiza-se a incorporação de um sistema de codificação mais alargado, a incorporação do capacete de segundo ocupante, ou a colocação de mais sensores para a obtenção de uma solução mais fiável.

Quando pelo menos duas realizações da presente solução se encontram fisicamente próximas, de tal forma que os elementos de receção de sinal de segurança estão ao alcance sem fios dos elementos emissores de um sistema vizinho, não se observa qualquer interferência entre ambos, uma vez que é muito difícil os dois capacetes emitirem o mesmo sinal de segurança. Esta dificuldade relaciona-se com o número de bytes escolhido para codificar o sinal de segurança. Quanto maior for o número de bytes, menor será a probabilidade de se encontrarem dois capacetes com o mesmo código.

Numa forma de realização, cada dispositivo incorporado num capacete emite um sinal de segurança diferente gerado por um sistema de 8 bytes, endereçando assim 72057594037927936 códigos diferentes. Esta característica torna quase impossível a ocorrência de uma equivalência de sinais de segurança no mesmo momento e sitio.

A presente solução permite ainda que o dispositivo fixo no veículo apenas ative o relê ligado em série entre a bateria e o sistema elétrico de ignição do veículo, quando pelo menos dois capacetes detetem a cabeça dos utilizadores.

Numa outra forma de realização, o dispositivo fixo no veículo compreende um alarme sonoro. Este elemento é ativado quando o veículo tenta ativar a ignição do motor mas a verificação da colocação correta do capacete não se encontra assegurada. Nestas circunstâncias, o dispositivo emite um alarme sonoro, tendo este preferencialmente uma duração fixa. Opcionalmente, o alarme desliga-se apenas quando as condições de correta colocação do capacete são asseguradas .

Esta solução é bastante versátil uma vez que não se encontra restringida a nenhuma marca ou modelo em particular, podendo assim ser facilmente instalada nos veículos e capacetes conhecidos do estado da técnica. Pode ser instalada tanto na fase de construção do veículo na fábrica, como posteriormente sem qualquer restrição relativamente ao modelo do veículo.

Devido ao baixo consumo energético, os elementos do dispositivo eletrónico incorporado no capacete podem ser alimentados com uma pilha de lítio, por exemplo uma pilha de 12 V. Quanto ao dispositivo fixo no veículo, este pode ainda ser alimentado diretamente a partir da bateria do mesmo .

Divulga-se ainda um método de operação de um sistema de controlo de ignição, que compreende as seguintes etapas:

- a unidade eletrónica de controlo do dispositivo eletrónico incorporado no capacete verifica que os interruptores de pressão estão fechados;

- a interface de comunicação sem fios do dispositivo eletrónico incorporado no capacete é comandada pela unidade eletrónica de controlo a emitir um sinal de segurança;

- a unidade eletrónica de controlo do dispositivo eletrónico fixo no veículo recebe o sinal de segurança através da interface de comunicação sem fios; - a unidade eletrónica de controlo do dispositivo eletrónico fixo no veiculo comanda o relê para fechar a ligação em série entre a bateria e o sistema de ignição, em que o sinal de segurança compreende um sinal imitido por radiofrequência .

Numa forma de realização, a etapa de a unidade eletrónica de controlo do dispositivo eletrónico fixo num veiculo comandar o relê para fechar a ligação em série entre uma bateria e o sistema de ignição, compreende a verificação se pelo menos dois dispositivos eletrónicos incorporados cada um em seu capacete emitiram o sinal de segurança respetivo.

Numa outra forma de realização, o método compreende a etapa de :

- a unidade eletrónica de controlo do dispositivo eletrónico fixo no veiculo, deteta a ativação do sistema de ignição e verifica que o relê não se encontra comandado para fechar a ligação; e

- a unidade eletrónica de controlo ativa o alarme sonoro.

Ainda numa outra forma de realização, a etapa de ativação do alarme sonoro, compreende a ativação do alarme durante pelo menos 0,5 segundos.

Numa forma de realização, o método compreende as etapas:

- a unidade eletrónica de controlo do dispositivo eletrónico fixo no veiculo, recebe um sinal de segurança a partir da interface de comunicação sem fios; e

- a unidade eletrónica de controlo desativa o alarme sonoro . A presente solução é utilizada com qualquer capacete e veiculo conhecidos, preferencialmente de duas rodas. Pode ser utilizada por um condutor comum numa estrada pública, em veículos para a prática de desportos motorizados de competição, em máquinas para atividades agrícolas, industriais, entre outros.

Breve descrição das figuras

Para uma mais fácil compreensão do presente pedido juntam- se em anexo figuras, as quais, representam realizações preferenciais que, contudo, não pretendem limitar a tecnologia aqui divulgada.

A figura 1 ilustra uma forma de realização do dispositivo eletrónico incorporado num capacete, em que os números de referência representam:

101 - interruptor de pressão em contacto com a cabeça do utilizador;

102 - condutores elétricos;

103 - unidade eletrónica de controlo e interface de comunicação sem fios; e

104 - interruptor de pressão no fecho do capacete.

A figura 2 ilustra uma forma de realização o princípio de funcionamento de todo o sistema de controlo de ignição, em que os números de referência representam:

201 - interruptores em série ativados no capacete;

202 - capacete colocado na cabeça;

203 - fecho do circuito de interruptores do capacete e envio de sinal de segurança para o veículo, e.g. uma mota; e

204 - receção de sinal e ignição do motor. A figura 3 ilustra uma forma de realização do dispositivo fixo no veiculo, em que os números de referência representam:

301 - relê ligado em série entre a bateria do veiculo e o sistema de ignição;

302 - recetor da interface de comunicação sem fios; e

303 - bateria do veiculo.

A figura 4 ilustra uma forma de realização do dispositivo eletrónico fixo no veiculo, em que os números de referência representam:

401 - recetor de sinal de segurança;

402 - ligação à bateria do veiculo;

403 - unidade eletrónica de controlo; e

404 - relê ligado em série entre a bateria e a ignição.

A figura 5 ilustra uma forma de realização do dispositivo eletrónico incorporado num capacete, em que os números de referência representam:

501 - interruptor de pressão em contacto com a cabeça do utilizador;

502 - interruptor de pressão no fecho do capacete;

503 - bateria;

504 - unidade eletrónica de controlo; e

505 - emissor da interface de comunicação sem fios.

Descrição de formas de realização

Fazendo referência às figuras, algumas formas de realização são agora descritas de forma mais pormenorizada, as quais não pretendem contudo limitar o âmbito do presente pedido.

A figura 1 ilustra uma forma de realização do dispositivo eletrónico incorporado num capacete, onde se observa um interruptor de pressão em contacto com a cabeça do utilizador (101) e um interruptor de pressão no fecho do capacete (104) . Estes elementos encontram-se ligados em série através de condutores elétricos (102) à unidade eletrónica de controlo e interface de comunicação sem fios (103) .

A figura 2 ilustra uma forma de realização do principio de funcionamento de todo o sistema de controlo de ignição. Quando o utilizador pretende ativar a ignição do veiculo, este coloca o capacete na cabeça deixando assim os interruptores em série ativados no capacete (201), permitindo assim que o sistema reconheça eletronicamente que capacete colocado na cabeça (202) . Desta forma ocorre o fecho do circuito de interruptores do capacete e envio de sinal de segurança para o veiculo (203), e.g. uma mota, levando assim à receção do sinal de segurança e ignição do motor (204) .

A figura 3 ilustra uma forma de realização do dispositivo fixo no veiculo. Nesta forma de realização observa-se um relê ligado em série entre a bateria (303) do veiculo e o sistema de ignição (301) . Observa-se ainda o recetor da interface de comunicação sem fios (302) .

As figuras 4 e 5 ilustram uma forma de realização do dispositivo eletrónico fixo no veiculo e uma forma de realização do dispositivo eletrónico incorporado num capacete respetivamente .

As formas de realização apresentadas, tal como a presente solução, apresentam várias vantagens, que se descrevem em seguida . A comunicação divulgada entre um capacete e uma mota permite limitar a utilização de veículos sem o obrigatório capacete .

O presente pedido garante maior segurança não só aos utilizadores de motociclos como também a todos os utilizadores da via pública, garantindo assim o cumprimento das regras de trânsito para motociclistas.

Por vezes, em curtas distâncias pensa-se desnecessário o uso de capacete. No entanto, os acidentes ocorrem quando menos se espera. Com este sistema a mota só funcionará com a utilização correta do capacete.

Divulga-se um sistema que visa proteger os utilizadores de motociclos e que é uma mais-valia para os motociclistas por lhes garantir mais segurança.

Esta solução vai proibir que os motociclistas viagem de mota sem capacete, uma vez que a mota só liga quando o capacete for devidamente colocado na cabeça.

Esta servirá também como estímulo e incentivo, principalmente aos mais jovens, para o cumprimento das regras de condução segura.

Esta solução promove a segurança e descanso dos pais dos jovens motociclistas onde é garantida que seus filhos viajem sempre com o capacete devidamente colocado. Com a presente solução pretende-se proteger todos os utilizadores diretos, condutores, e indiretos e ajudar as autoridades na prevenção de acidentes rodoviários.

Esta solução também funciona como um sistema antirroubo uma vez que a mota só liga se tiver o capacete devidamente colocado na cabeça por forma a emitir um sinal de permissão para o arranque do motor da mota.

Com este sistema tem-se a oportunidade de ajudar na prevenção de lesões em caso de acidente, apoiar as autoridades e evitar coimas pela falta de uso do capacete.

Este sistema, quando aplicado em veículos de duas rodas, designadamente um motociclo, apresenta benefícios de segurança para o motociclista, quer ao nível de possíveis furtos quer ao nível de conforto de condução.

Apesar de existir uma diversidade no mercado de capacetes, com este sistema todos os motociclistas e utilizadores da via pública irão usufruir de uma maior segurança rodoviária. Tem a vantagem de se aplicar a diversos capacetes e motas.

Nesta solução, a capacidade de prevenção e resguardo do motociclista é evidente, uma vez que um dos principais equipamentos de prevenção de lesões ao nível do crânio e espinha dorsal em motociclistas é o capacete. Como por vezes o uso correto do capacete não se verifica, torna-se imperativo o seu uso de forma correta.

Com a presente solução possibilita-se uma forte diminuição de acidentes.

Claims

A presente descrição não é, naturalmente, de modo algum restrita às realizações apresentadas neste documento e uma pessoa com conhecimentos médios da área poderá prever muitas possibilidades de modificação da mesma sem se afastar da ideia geral, tal como definido nas reivindicações. As realizações preferenciais acima descritas são obviamente combináveis entre si. As seguintes reivindicações definem adicionalmente realizações preferenciais . REIVINDICAÇÕES

1. Um sistema de controlo de ignição, caracterizado por compreender :

- um dispositivo eletrónico fixo num veiculo, que compreende :

- uma unidade eletrónica de controlo,

- uma interface de comunicação sem fios, e

- um relê ligado em série entre uma bateria e o sistema de ignição do veiculo; e

- pelo menos um dispositivo eletrónico incorporado num capacete, que compreende:

- uma unidade eletrónica de controlo,

- uma interface de comunicação sem fios,

- um interruptor de pressão no interior do capacete, em contacto com a cabeça do utilizador, e

- um interruptor de pressão no fecho do capacete, em que todos os interruptores de pressão estão ligados em série.

2. Sistema de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por compreender pelo menos dois dispositivos eletrónicos incorporados cada um em seu capacete .

3. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por as interfaces de comunicação sem fios compreenderem um emissor por radiofrequência com modulação por frequência.

4. Sistema de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por o emissor por radiofrequência estar configurado com uma frequência de base da onda portadora de 30 MHz .

5. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações de 3 a 4, caracterizado por o emissor estar configurado para codificar um sinal de segurança com pelo menos 8 bytes.

6. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caraterizado por o dispositivo eletronico fixo num veiculo compreender um alarme sonoro.

7. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por um dispositivo eletronico incorporado num capacete compreender um interruptor de pressão no fecho da viseira do capacete.

8. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caraterizado por o veiculo ser um motociclo .

9. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caraterizado por o veiculo ser uma máquina industrial ou agrícola.

10. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caraterizado por o veículo ser um veículo de competição motorizado.

11. Método de operação de um sistema de controlo de ignição, caracterizado por compreender as etapas:

- a unidade eletrónica de controlo de um dispositivo eletronico incorporado num capacete verifica que os interruptor de pressão estão fechados; - a interface de comunicação sem fios do dispositivo eletrónico incorporado num capacete é comandada pela unidade eletrónica de controlo a emitir um sinal de segurança;

- a unidade eletrónica de controlo de um dispositivo eletrónico fixo num veiculo recebe o sinal de segurança através da interface de comunicação sem fios ;

- a unidade eletrónica de controlo do dispositivo eletrónico fixo num veiculo comanda o relê para fechar a ligação em série entre uma bateria e o sistema de ignição,

em que o sinal de segurança compreende um sinal imitido por radiofrequência .

12. Método de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por a etapa de a unidade eletrónica de controlo do dispositivo eletrónico fixo num veiculo comandar o relê para fechar a ligação em série entre uma bateria e o sistema de ignição, compreender a verificação se pelo menos dois dispositivos eletrónicos incorporados cada um em seu capacete emitiram o sinal de segurança respetivo.

13. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 12, caracterizado por compreender a etapa:

- a unidade eletrónica de controlo do dispositivo eletrónico fixo num veiculo, deteta a ativação do sistema de ignição e verifica que o relê não se encontra comandado para a fechar a ligação; e

- a unidade eletrónica de controlo ativa o alarme sonoro . Método de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por a etapa de ativação do alarme sonoro, compreender a ativação do alarme durante pelo menos 0 , 5 segundos .

Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 14, caracterizado por compreender as etapas:

- a unidade eletrónica de controlo do dispositivo eletrónico fixo num veiculo, recebe um sinal de segurança a partir da interface de comunicação sem fios; e

- a unidade eletrónica de controlo desativa o alarme sonoro .

Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por estar configurado para implementar o método descrito em qualquer uma das reivindicações 11 a 15.