Sistema electrónico de gestión de neumáticos.

Un sistema electrónico de gestión de neumáticos que comprende:



una etiqueta (14) de neumático montada en un neumático (10) que incluye:

un sensor (72, 74, 206, 208) para medir uno o más parámetros del neumático;

un transmisor (88, 232) para transmitir señales de datos utilizando modulación por conmutación de frecuencia (FSK), las señales de datos representando los parámetros del neumático medidos;

caracterizado porque comprende además:

un microprocesador acoplado al sensor (72, 74, 206, 208) y al transmisor (88, 232) para activar el sensor (72, 74, 206, 208) en un primer intervalo periódico; y

un lector/transmisor-receptor RT (30) situado a distancia para enviar señales de interrogación a la etiqueta (14) de neumático y recibir señales de datos desde la etiqueta (14) de neumático, el RT (30) transmitiendo las señales de interrogación utilizando modulación por conmutación de amplitud (ASK).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10173427.

Solicitante: BRIDGESTONE AMERICAS TIRE OPERATIONS, LLC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: ONE BRIDGESTONE PARK NASHVILLE, TN 37214 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: WILSON, PAUL B., HARDMAN,GORDON E, PYNE,JOHN W, PRZYGOCKI,DAVID,A, HARDMAN,MOLLY,A, FLOYD,BRETT,A, LOUDIN,PHILIP,B, COOMBS,DAVID,C, GRUSH,RONALD,C.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B60C23/04 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B60 VEHICULOS EN GENERAL.B60C NEUMATICOS PARA VEHICULOS; INFLADO DE NEUMATICOS; CAMBIO DE NEUMATICOS; FIJACION DE VALVULAS A CUERPOS ELASTICOS INFLABLES, EN GENERAL; DISPOSITIVOS O INSTALACIONES CONCERNIENTES A LOS NEUMATICOS.B60C 23/00 Dispositivos para medir, indicar, controlar o distribuir la presión o la temperatura de neumáticos, especialmente adaptados para ser montados sobre vehículos; Instalación sobre vehículos de dispositivos de inflado de neumáticos, p. ej. de bombas, de depósitos; Disposiciones para enfriar los neumáticos. › montados sobre la rueda o el neumático.
  • G08B21/00 FISICA.G08 SEÑALIZACION.G08B SISTEMAS DE SEÑALIZACION O DE LLAMADA; TRANSMISORES TELEGRAFICOS DE ORDENES; SISTEMAS DE ALARMA.Alarmas que reaccionan a una sola condición especificada, indeseable o anormal, y no previstas en otro lugar.

PDF original: ES-2381940_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Sistema electrónico de gestión de neumáticos.

CAMPO TÉCNICO

La presente invención se refiere en general a sistemas de supervisión de parámetros de neumáticos y en particular a un sistema electrónico de gestión de neumáticos que incluye las etiquetas de neumático, en la que cada etiqueta tiene un circuito electrónico de sensor que ahorra energía "durmiéndose" y "despertándose" de forma periódica para medir y almacenar parámetros de los neumáticos, tales como la temperatura y la presión. El microprocesador de la etiqueta se despierta periódicamente hasta un modo de búsqueda y busca transmisiones que parezcan ser señales de interrogación desde un lector/transmisor-receptor (RT) , independientemente de la función de medición y almacenamiento de parámetros. Tras la detección de una transmisión que es probablemente una señal de interrogación, la etiqueta se despierta totalmente hasta un modo de interrogación, verifica que la señal de interrogación es válida y responde a la señal de interrogación válida mediante, por ejemplo, la transmisión de información de parámetros de neumático al RT. La etiqueta también puede programarse para despertarse periódicamente y transmitir de una manera autónoma los últimos parámetros de neumático almacenados, sin ser interrogada por un RT. La etiqueta, además, puede programarse para transmitir automáticamente una señal de "alarma" si uno de los parámetros de neumático está fuera de un umbral especificado.

TÉCNICA ANTERIOR

Es deseable supervisar los neumáticos en relación a parámetros tales como la temperatura y la presión. Es particularmente ventajoso supervisar los neumáticos grandes para vehículos de uso fuera de carretera (OTR:off-theroad) ya que los neumáticos de estos vehículos son muy caros y deben someterse a mantenimiento de manera regular para maximizar la eficiencia del vehículo y el neumático.

En el pasado, los dispositivos de supervisión de neumáticos iban desde sistemas que supervisan la presión del neumático mediante conexiones al vástago de válvula (Patente de EE.UU. nº 4.734.674) , a sistemas que utilizan un acoplamiento magnético para recibir las señales externas del neumático (Patente de EE.UU. nº 4.588.978) , hasta sistemas sofisticados que miden la tasa de variación de la presión en el neumático y luego varían la tasa de transmisión de los datos dependiendo de la tasa de variación de la presión (Patente de EE.UU. nº 5.656.992) . Otros sistemas se activan mediante una transmisión de radiofrecuencia que activa el circuito de la etiqueta de neumático mediante dispositivos de acoplamiento inductivo. Véase la patente de EE.UU. nº 5.166.676.

Los dispositivos pasivos que dependen de un acoplamiento inductivo magnético o un acoplamiento capacitivo en general tienen la desventaja de que necesitan largos devanados de bobina, por lo que requieren modificaciones importantes en la construcción y el proceso de montaje de los neumáticos. Otra desventaja importante de tales dispositivos pasivos es que el interrogador debe colocarse muy próximo al neumático, generalmente a unos pocos centímetros (pulgadas) del neumático, con el fin de permitir la comunicación entre el neumático y el dispositivo. Debido a los requisitos de proximidad, la supervisión continua no es práctica ya que en esencia sería necesario montar un interrogador en cada rueda del vehículo. La adquisición manual de los datos desde los dispositivos pasivos integrados en cada uno de los neumáticos también es engorrosa y lenta debido a los requisitos de proximidad.

Otros dispositivos de la técnica anterior utilizados para supervisar las condiciones de los neumáticos se componen de circuitos de alimentación propia que se colocan externos al neumático, tal como en la válvula. Los dispositivos montados en el exterior tienen la desventaja de estar expuestos a daños tales como por la intemperie y el vandalismo. Además, los dispositivos instalados externamente se pueden desvincular fácilmente de un neumático particular que se está supervisando.

Otra desventaja de los dispositivos conocidos de supervisión e identificación de neumáticos es que las transmisiones de comunicaciones se consiguen utilizando radiofrecuencias convencionales, que generalmente necesitan una antena relativamente grande que debe montarse en el exterior o afianzarse al neumático de tal manera que se necesitan modificaciones relativamente importantes de la construcción o el proceso de montaje de los neumáticos.

Se han abordado varios problemas mediante los dispositivos que se muestran y describen en las patentes de EE.UU. nºs. 5.500.065; 5.562.787; 5.573.610 y 5.573.611. Sin embargo, estos dispositivos se encuentran dentro de la cámara del neumático de la rueda y tienen dificultades para transmitir datos a través del neumático a los receptores externos. Además, algunos dispositivos adicionales se encuentran dentro de los vástagos de válvula de manera que no se conectan directamente al neumático, sino, en cambio, a la rueda o llanta de manera que los dispositivos no proporcionan un registro permanente del neumático ya que el neumático podría ser retirado y sustituido por otro neumático en la misma llanta que contiene el dispositivo. Además, estos dispositivos de la técnica anterior se unen al neumático, a la rueda o al vástago de válvula exclusivamente, y no ofrecen la flexibilidad de diseño que se desea en muchas aplicaciones.

Además, al utilizar la comunicación de frecuencia RF, se encuentran dificultades en la transmisión de las señales a una ubicación remota debido al problema de la transmisión de señales a través del flanco (s) del neumático, que, debido al grosor del neumático en esta ubicación, reduce materialmente la eficiencia de transmisión de la misma. Se ha observado que la cantidad de contenido de carbono en el neumático afecta a la transmisibilidad de las señales de RF, planteando de este modo problemas para los diseños de las antenas. Además, hay problemas con las antenas de la técnica anterior grabadas o colocadas en un substrato o placa de circuito impreso. Las transmisiones buenas a partir de dicha construcción se pueden producir en un solo sentido a través de los flancos del neumático. Sin embargo, un neumático puede montarse a la "inversa" de tal manera que la etiqueta esté en una pared interior. Dicho montaje puede aumentar la dificultad para transmitir señales a través de los flancos del neumático en el sentido deseado.

Por lo tanto, sería deseable contar con una estructura de antena que pudiera transmitir adecuadamente por lo menos en dos sentidos a través de ambos flancos.

También sería deseable proporcionar una etiqueta de neumático que ahorre la energía de la batería para prolongar la vida útil de la etiqueta de neumático.

Es deseable la producción de una etiqueta de neumático más pequeña y más ligera puesto que tal etiqueta produciría menos tensión sobre el parche que afianza la etiqueta de neumático a la superficie interna del neumático.

Aunque los dispositivos de supervisión de neumáticos descritos en los documentos mencionados anteriormente proporcionan ventajas limitadas, se necesita un sistema de supervisión de neumáticos que proporcione versatilidad y flexibilidad al permitir la separación de las funciones del sistema en componentes individuales capaces de mejorar la comunicación de RF con un lector/transmisor-receptor remoto (RT) en lo que se refiere a la relación señal/ruido, la reproducibilidad y la transmisión a distancia. La presente invención utiliza componentes separados que se combinan en una única estructura de dispositivo (una etiqueta de neumático) unida directamente al interior del neumático. Estos componentes de etiqueta incluyen un dispositivo de medición (sensor) para medir un parámetro de neumático, tal como la temperatura, la presión y similares, y un transmisor y receptor de RF, asociado con el neumático, para recibir señales externas de orden y transmitir señales de datos de neumático desde el neumático del vehículo a un RT externo. Además, la invención proporciona ventajas en la programación de la etiqueta que prolongan la vida de la batería, extendiendo de este modo la vida útil de la etiqueta de neumático.

También puede ser deseable leer los datos de neumático cuando un vehículo pasa por un RT estacionario. Por lo tanto, es muy deseable un sistema para identificar rápida y positivamente cada etiqueta de neumático.

La presente invención incluye varios modos de sueño y despertar... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un sistema electrónico de gestión de neumáticos que comprende:

una etiqueta (14) de neumático montada en un neumático (10) que incluye:

un sensor (72, 74, 206, 208) para medir uno o más parámetros del neumático; un transmisor (88, 232) para transmitir señales de datos utilizando modulación por conmutación de frecuencia (FSK) , las señales de datos representando los parámetros del neumático medidos;

caracterizado porque comprende además:

un microprocesador acoplado al sensor (72, 74, 206, 208) y al transmisor (88, 232) para activar el sensor (72, 74, 206, 208) en un primer intervalo periódico; y un lector/transmisor-receptor RT (30) situado a distancia para enviar señales de interrogación a la etiqueta (14) de neumático y recibir señales de datos desde la etiqueta (14) de neumático, el RT (30) transmitiendo las señales de interrogación utilizando modulación por conmutación de amplitud (ASK) .

2. El sistema de la reivindicación 1, en el que el microprocesador activa el transmisor (88, 232) de la etiqueta en un segundo intervalo periódico y envía señales de datos que representan los parámetros de neumático medidos a un lector seleccionado de entre un grupo que comprende un lector de vigilancia, un lector fijo de puerta, un lector a bordo del vehículo y un lector portátil.

3. El sistema de la reivindicación 1 ó de la reivindicación 2, en el que:

las señales ASK de interrogación son transmitidas a la etiqueta (14) de neumático con una primera velocidad en Kbps; y las señales FSK de datos son transmitidas desde la etiqueta (14) de neumático al RT (30) con una segunda velocidad más alta que la primera velocidad en Kbps.

4. El sistema de la reivindicación 3, en el que:

la primera velocidad de transmisión es 7, 5 Kbps; y la segunda velocidad de transmisión es alrededor de 60 Kbps.


 

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