Un procedimiento de estimación del estado de rodadura de un vehículo que comprende las etapas de:

la detección del nivel de vibración de una parte por debajo del muelle de un vehículo en rodadura por medios (11) de detección del nivel de vibración montados en la superficie interior de una banda de rodadura del neumático; la detección de una forma de onda de los cambios en el tiempo en el nivel de vibración; y la estimación de al menos una de las condiciones de la superficie de la carretera sobre la que el vehículo está circulando y el estado de rodadura de cada neumático mediante la comparación de dicha forma de onda de cambio en el tiempo en el nivel de vibración con una curva maestra dependiente de la velocidad del vehículo

Antecedentes de la invención

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento y un aparato para la estimación del estado de rodadura de un vehículo mediante la estimación de la condición de una superficie de la carretera o el estado de rodadura de cada neumático mientras circula, un aparato para el control de un vehículo en base al estado de rodadura estimado de un vehículo y un neumático que comprende el aparato de estimación de la rodadura del vehículo anterior y una unidad de generación de energía para la activación de este aparato.

Descripción de la técnica anterior

En los últimos años, se ha deseado que la relación entre cada neumático y la superficie de una carretera, que es el factor más importante para la rodadura segura de un vehículo, específicamente, el estado de contacto del neumático con la calzada tipificada por un coeficiente de fricción entre el neumático y la superficie de una carretera (coeficiente de fricción de la superficie de la carretera) o la condición de una superficie de la carretera o el estado de rodadura del neumático tal como la distorsión y la presión de aire del neumático se deberían estimar con elevada precisión y realimentarlas al control de vehículo. Esto es, si el estado de contacto con la calzada anterior y el estado de rodadura del neumático se pueden estimar por adelantado, antes de que se tome una acción para evitar un riesgo tales como el frenado o el cambio de dirección, será posible un alto nivel de control de unos frenos ABS y se esperará una mejora adicional de la seguridad. El conductor podrá realizar una operación de desaceleración antes si está informado del riesgo por la condición de la superficie de la carretera mientras circula, por lo que se puede esperar una reducción en el número de accidentes.

Para estimar un coeficiente de fricción de la superficie de la carretera, se ha propuesto un procedimiento de estimación de un coeficiente de fricción de la superficie de la carretera haciendo uso del hecho de que el nivel de uniformidad de cada neumático que es una magnitud física indicativa de un cambio en la velocidad de revolución de cada rueda se cambia por el tamaño de un coeficiente de fricción de la superficie de la carretera (Solicitud de Patente Japonesa abierta a inspección pública Nº 2000-55790) y un procedimiento de estimación de un coeficiente de fricción de la superficie de la carretera que hacer uso del hecho de que la vibración en la dirección horizontal de cada neumático que tenga un ángulo de convergencia se detecta mediante la fijación de un acelerómetro en un brazo inferior de unión de las ruedas delanteras y el chasis del vehículo y este nivel de vibración se cambia con un coeficiente de fricción de la superficie de la carretera (Solicitud de Patente Japonesa abierta a inspección pública Nº 6-258196).

Sin embargo, en el procedimiento anterior de estimación de un coeficiente de fricción de la superficie de la carretera a partir del nivel de uniformidad del neumático, la uniformidad se deteriora por la formación de puntos planos en el neumático y en el curso de su recuperación, es difícil una estimación precisa.

Mientras tanto, el procedimiento anterior de estimación de un coeficiente de fricción de la superficie de la carretera a partir de la vibración en la dirección horizontal de las ruedas delanteras que tienen un ángulo de convergencia, la precisión en la medición es baja cuando el ángulo deslizamiento del neumático se lleva a completamente nulo o grande.

Se ha propuesto también un procedimiento de estimación del coeficiente de fricción de la superficie de la carretera a partir de las características de la transmisión entre una aceleración por debajo de un muelle que es la aceleración en la dirección vertical de cada rueda y la aceleración por encima del muelle que es la aceleración en la dirección vertical del cuerpo del vehículo (Solicitud de Patente Japonesa abierta a inspección pública Nº 11-94661). Este procedimiento tiene una ventaja en que se puede estimar el coeficiente de fricción de la superficie de la carretera en una carretera recta para la que casi no se realiza ninguna acción en la dirección debido a que no se usa la fuerza de dirección para estimación de un coeficiente de fricción de la superficie de la carretera. Sin embargo, dado que el coeficiente de fricción de la superficie carretera se estima partir de las características de transmisión de la vibración entre dos puntos a través de una unidad de suspensión que tiene unas características de amortiguación grandes tales como un muelle o amortiguador, el coeficiente de fricción de la superficie de la carretera queda afectado claramente por la desigual superficie de la carretera. Por ejemplo, dado que la vibración bajo el muelle es grande en una carretera desigual tal como en una carretera cubierta con nieve, la diferencia en el nivel de vibración entre la vibración por encima del muelle que se absorbe por la suspensión y la vibración por debajo del muelle se hace grande, haciendo de ese modo imposible estimar con precisión un coeficiente de fricción de la superficie de la carretera.

Entretanto, la presión interna del neumático es también un factor importante para la condición de rodadura del neumático. Dicho más específicamente, el estado de contacto del neumático con la calzada y el estado de rodadura del neumático se estiman con precisión a partir del estado de distorsión o nivel de vibración del neumático mientras rueda y se mejora el rendimiento en cuanto a agarre o se mejora el confort de conducción aumentando el área de contacto con la calzada o se reduce la rigidez del neumático reduciendo la presión interna del neumático cuando el rendimiento en cuanto a agarre del neumático se reduce en una carretera mojada o en una carretera cubierta con nieve helada o cuando el vehículo circula sobre una carretera desigual. Inversamente, cuando el vehículo circula a alta velocidad o sucede un fenómeno de hidrodeslizamiento, se debe mejorar el coste en consumo de combustible o se debe promover la recuperación de la gobernabilidad mediante el aumento de la presión interna del neumático.

Sin embargo, dado que un sensor, que es el medio de detección del estado de contacto con la calzada para la medida del estado de distorsión o el nivel de vibración del neumático mientras rueda, requiere una fuente de alimentación eléctrica, se debe suministrar la alimentación al sensor anterior. Adicionalmente, cuando se monta en el neumático un aparato para la estimación del control de la condición de una superficie de la carretera o el estado de rodadura del neumático en base a la salida del medio de detección del estado de contacto con la calzada anterior y una unidad de radio para la transmisión de la señal de salida desde el medio de estimación de la condición de la superficie de la carretera u otro similar en el chasis del vehículo, es necesaria una fuente de alimentación eléctrica para el aparato anterior y la unidad de radio. Para la alimentación de potencia al neumático como un rotor, se puede usar la fuerza electromotriz que se transfiere a través de un anillo deslizante o se genera mediante inducción electromagnética que hace uso del movimiento relativo entre el cuerpo del vehículo y el neumático. Sin embargo, la estructura del chasis del vehículo se debe cambiar para suministrar alimentación a éstos medios, incrementando de ese modo los costes.

Aunque se podría decir que el procedimiento más realista es cargar baterías que se habrían de cambiar, continúan problemas tales como el molesto recambio y el tiempo de vida de las baterías.

Se ha deseado el desarrollo de un sistema que estime el estado de rodadura de un vehículo tal como la condición de una superficie de la carretera o el estado de rodadura de cada neumático con precisión, que suministre la información sobre el estado de rodadura del vehículo al vehículo y al conductor y que controle las características del neumático usando la información anterior para proporcionar un estado de rodadura más seguro o más confortable. Los documentos EP0.887.211, EP0.363.570, EP0.783.982 y EP0.891.904 desvelan conocidos sistemas de supervisión de los parámetros de un neumático.

Es un objeto de la presente invención, que se ha realizado la vista de los problemas anteriores de las técnicas existentes, proporcionar un procedimiento y un aparato para la estimación con precisión del estado de rodadura de un vehículo tal como la condición de una superficie de la carretera o el estado de... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de estimación del estado de rodadura de un vehículo que comprende las etapas de:

la detección del nivel de vibración de una parte por debajo del muelle de un vehículo en rodadura por medios (11) de detección del nivel de vibración montados en la superficie interior de una banda de rodadura del neumático; la detección de una forma de onda de los cambios en el tiempo en el nivel de vibración; y la estimación de al menos una de las condiciones de la superficie de la carretera sobre la que el vehículo está circulando y el estado de rodadura de cada neumático mediante la comparación de dicha forma de onda de cambio en el tiempo en el nivel de vibración con una curva maestra dependiente de la velocidad del vehículo.

2. Un aparato de estimación del estado de rodadura de un vehículo que comprende:

medios (11) de detección del nivel de vibración de una parte por debajo del muelle de un vehículo en rodadura, en el que dichos medios (11) se montan en la superficie interior de una banda de rodadura (1) del neumático; medios (13) de cálculo de la forma de onda de los cambios en el tiempo en el nivel de vibración; medios de almacenamiento de nivel de vibración (16) para el almacenamiento de las curvas maestras dependientes de la velocidad; y medios de estimación de las condiciones de la superficie de la carretera (15) para la estimación de la condición de la superficie de la carretera sobre la que el vehículo está circulando mediante la comparación de dicha forma de onda de los cambios en el tiempo en el nivel de vibración con una curva maestra.

3. Un aparato de estimación del estado de rodadura de un vehículo como se reivindica en la reivindicación 2, que comprende además medios (14) de cálculo del nivel de vibración de la forma de onda de al menos uno de entre la parte del borde de ataque del neumático, la parte de contacto con la calzada del neumático y la parte del borde de salida del neumático.

4. Un aparato de estimación del estado de rodadura de un vehículo que comprende el aparato de estimación del estado de rodadura del vehículo como se ha reivindicado en la reivindicación 2 ó 3, medios (35) para juzgar el deslizamiento de la superficie de la carretera en base a la condición de la superficie de la carretera estimada por el medio de estimación de la condición de la superficie de la carretera y medios de aviso (37) para dar un aviso cuando se juzga que la condición de la superficie de la carretera es deslizante.

5. Un aparato de estimación del estado de rodadura de un vehículo como se ha reivindicado en la reivindicación 4, que comprende además medios de detección de la velocidad del vehículo (12) para cambiar la decisión sobre el deslizamiento de una superficie de la carretera y el nivel de aviso en base a la velocidad del vehículo.