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IT201800003697A1 - Cerchio con sensore e ruota comprendente tale cerchio - Google Patents

Cerchio con sensore e ruota comprendente tale cerchio Download PDF

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Publication number
IT201800003697A1
IT201800003697A1 IT102018000003697A IT201800003697A IT201800003697A1 IT 201800003697 A1 IT201800003697 A1 IT 201800003697A1 IT 102018000003697 A IT102018000003697 A IT 102018000003697A IT 201800003697 A IT201800003697 A IT 201800003697A IT 201800003697 A1 IT201800003697 A1 IT 201800003697A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
wheel
sensor
rim
value
deformation
Prior art date
Application number
IT102018000003697A
Other languages
English (en)
Inventor
Massimiliano Gobbi
Gianpiero Mastinu
Stefano Dell'agostino
Original Assignee
Milano Politecnico
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Milano Politecnico filed Critical Milano Politecnico
Priority to IT102018000003697A priority Critical patent/IT201800003697A1/it
Priority to PCT/IB2019/052091 priority patent/WO2019175833A1/en
Priority to US16/981,401 priority patent/US11701928B2/en
Priority to EP19714483.5A priority patent/EP3765828B1/en
Publication of IT201800003697A1 publication Critical patent/IT201800003697A1/it

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0408Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver
    • B60C23/0474Measurement control, e.g. setting measurement rate or calibrating of sensors; Further processing of measured values, e.g. filtering, compensating or slope monitoring
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/14Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
    • G01L1/142Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
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    • B60C23/00Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
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    • B60C23/04Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0491Constructional details of means for attaching the control device
    • B60C23/0493Constructional details of means for attaching the control device for attachment on the tyre
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/20Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring wheel side-thrust

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Description

CERCHIO CON SENSORE E RUOTA COMPRENDENTE TALE CERCHIO
DESCRIZIONE
CAMPO TECNICO
La presente invenzione si riferisce al settore dei sistemi di controllo per autoveicoli, ed in particolare a quello delle ruote sensorizzate.
STATO DELL’ARTE
Al giorno è molto sentita l’esigenza di monitorare le condizioni di funzionamento dei veicoli che viaggiano su strada, sia al fine di garantire la sicurezza stradale, sia al fine di programmare la manutenzione stradale. Ad esempio, sapere quanto pesano i veicoli che transitano su una strada, permette di stimare l’usura del manto stradale e programmare adeguatamente il rifacimento dello stesso.
Al fine di monitorare le condizioni di funzionamento di un veicolo, ed in particolare il carico su una ruota, sono state proposti molte soluzioni.
I brevetti US20070065060 ed EP0637734 prevedono l’uso di un sensore di carico all’interno del cuscinetto a sfera che disaccoppia il semiasse dal porta-mozzo. Il sensore si trova, tuttavia in una posizione difficilmente raggiungibile in caso di manutenzione.
I brevetti US2009180722 ed US5793285 rendono noto l’uso di sensori per misurare deformazioni del mozzo. Anche in questo caso, tuttavia, l’accesso al sensore in caso di manutenzione risulta complicato.
Altri sistemi, come EP1516794 e DE19744611, prevendono invece sensori che vengono montati sulla ruota. In particolare, queste soluzioni sfruttano sistemi ottici che vengono posti tra cerchione e pneumatico e che determinano il carico in funzione dello schiacciamento del penumatico. Questi sistemi presentano tuttavia il limite che la deformazione del pneumatico dipende non solo dal carico applicato, ma anche dalla mescola e dalla struttura del pneumatico, così a parità di carico applicato differenti pneumatici si deformano in modo differente.
È quindi sentita l’esigenza di sistemi di monitoraggio che permettano una misura efficiente del carico supportato da una ruota e siano al contempo facilmente installabili e mantenibili.
SCOPI E RIASSUNTO DELL'INVENZIONE
È quindi scopo della presente invenzione risolvere i problemi dei sistemi noti per il monitoraggio del carico applicato ad una ruota di un veicolo.
In particolare, è uno scopo della presente invenzione quello di permettere una facile installazione del sistema di misurazione del carico applicato alla ruota di un veicolo.
È anche scopo della presente invenzione quello di permettere una più agevole manutenzione del sistema di misurazione del carico applicato alla ruota di un veicolo.
Questi ed ulteriori scopi della presente invenzione risulteranno maggiormente chiari dalla descrizione che segue e dalle rivendicazioni allegate, le quali formano parte integrante della presente descrizione.
In accordo con un suo primo aspetto, l'invenzione riguarda dunque un cerchio per ruota comprendente un sistema di misura per rilevare un carico verticale applicato alla ruota in condizioni di ruota montata con asse di rotazione orizzontale. Il sistema di misura comprende un sensore che rileva una deformazione del cerchio e trasmette un relativo segnale di deformazione ad un’unità di elaborazione. Quest’ultima riceve il segnale di deformazione e determina il carico verticale applicato alla ruota.
Questa soluzione offre il vantaggio di permettere una rapida installazione del sistema di misura sul veicolo, infatti basta cambiare la ruota di un veicolo sprovvisto di sistema di misura per dotare il veicolo del sistema di misura.
In una forma di realizzazione, il sensore è alloggiato in una sede ricavata su una superficie del cerchio ed il sensore è atto a rilevare una deformazione di tale sede. In particolare, se il cerchio comprende una pluralità di razze allora la sede è preferibilmente ricavata su una di queste razze. Se il cerchio è del tipo che comprende un elemento anulare atto ad alloggiare un pneumatico, ed un disco frontale applicato al suddetto elemento anulare, allora la sede è preferibilmente ricavata su una superficie del disco che affaccia sull’elemento anulare.
Leggere la deformazione di una sede ricavata sul cerchio risulta particolarmente vantaggioso perché questa presenta dimensioni contenute e si presta dunque a permettere una rilevazione del carico con maggior precisione. Ponendo poi la sede in punti particolarmente sollecitati dal carico verticale, come quelli sopra indicati, permette di apprezzare maggiormente le deformazioni della sede e migliorare la misura del carico.
Preferibilmente il sensore è di tipo capacitivo e comprendente una coppia di armature metalliche ed un materiale dielettrico interposto tra dette armature metalliche. Questa soluzione risulta particolarmente vantaggiosa in quanto la deformazione del cerchio, ed in particolare della sede che alloggia il sensore, causano un movimento relativo delle armature dipendente dal carico.
Vantaggiosamente, poi, in caso di sensore capacitivo il materiale dielettrico è scelto nel gruppo comprendente i seguenti materiali: acetato di cellulosa, copolimeri, fluoropolimeri, termopolimeri, Tedlar®. Questi materiali risultano particolarmente efficienti nel range di lavoro previsto per la maggior parte dei veicoli terrestri, come automobili che viaggiano mediamente a velocità comprese tra 0 e 130 km/h.
In una forma di realizzazione, l’unità di elaborazione è atta a memorizzare misure effettuate dal sensore e a rilevare un primo valore LMIN di minimo assoluto del segnale di deformazione, un secondo valore LMAX di massimo assoluto del segnale di deformazione ed un valore Lt_med di minimo relativo del segnale di deformazione. L’unità di elaborazione è quindi configurata per calcolare un valore del carico verticale applicato alla ruota secondo la seguente formula:
Dove FV è detto carico verticale, FL è un carico laterale applicato alla ruota, i coefficienti Cij , con i compresa tra 1 e 2 e j compresa tra 1 e 3, sono costanti.
In una forma di realizzazione, il sistema di misura comprendente anche mezzi atti a rilevare una pressione di un pneumatico montato sul cerchio, e l’unità di elaborazione è configurata per correggere il valore dei coefficienti Cij come segue: Cij’= Cij * k*P
Dove P è il valore di pressione misurato e k una costante predeterminata.
In una forma di realizzazione, il cerchio comprende inoltre mezzi atti a rilevare un valore di temperatura del pneumatico. In questa forma di realizzazione, l’unità di elaborazione è atta a memorizzare misure effettuate da detto sensore e a rilevare un primo valore LMIN di minimo assoluto del segnale di deformazione, un secondo valore LMAX di massimo assoluto del segnale di deformazione ed un valore Lt_med di minimo relativo del segnale di deformazione. L’unità di elaborazione è dunque atta a calcolare un valore del carico verticale applicato alla ruota secondo la seguente formula:
Dove FV è detto carico verticale, FL è un carico laterale applicato alla ruota, i coefficienti Cij con i compresa tra 1 e 2 e j compresa tra 1 e 3 sono costanti, ed in cui K1 e K2 dipendono dalla temperatura misurata.
In questa forma di realizzazione, il sistema di misura comprende mezzi atti a rilevare un valore di temperatura del pneumatico e l’unità di elaborazione è configurata per determinare K1 e K2 , ad esempio mediante selezione tra una pluralità di valori memorizzati, in funzione del valore di temperatura rilevato.
L’invenzione è anche diretta ad una ruota comprendente un pneumatico montato su un cerchio provvisto di sistema di misura come sopra indicato e meglio descritto nelle forme di realizzazione preferite che seguono.
L’invenzione è anche diretta ad un veicolo, ad esempio un’autovettura o un camion, comprendente la suddetta ruota.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno meglio dalla seguente descrizione dettagliata di alcune sue forme di realizzazione preferite, fatta con riferimento ai disegni allegati.
Le differenti caratteristiche nelle singole configurazioni possono essere combinate tra loro a piacere secondo la descrizione precedente, qualora ci si dovesse avvalere dei vantaggi risultanti in modo specifico da una particolare combinazione.
In tali disegni,
- la figura 1 illustra una ruota secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;
- la figura 2A illustra un sensore inserito in una sede prevista nel cerchio della ruota di figura 1;
- la figura 2B illustra schematicamente una deformazione del cerchio e del sensore di figura 2A quando la ruota è soggetta ad un carico verticale; - la figura 3 illustra l’attenuazione del segnale d’uscita del sensore utilizzato nella ruota di figura 1 al variare della frequenza e del materiale dielettrico utilizzato;
- la figura 4 illustra l’uscita del sensore di figura 1 in funzione dell’angolo di rotazione della ruota;
- la figura 5 illustra la variazione di carico misurata dal sensore in funzione della velocità di rotazione della ruota;
- la figura 6 è una tabella che mostra l’influenza da carico longitudinale sulla misura di quello verticale;
- la figura 7 illustra la variazione della misura di carico al crescere della pressione;
- la figura 8 illustra la misura del carico verticale quando vengono applicati un carico verticale ed uno orizzontale;
- la figura 9 illustra un cerchio alternativo a quello di figura 1;
- le figure 10A, 10B, 10C, 10D,10E mostrano diverse forme alternative per le armature di un sensore capacitivo.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE
Nella seguente descrizione, per l'illustrazione delle figure si ricorre a numeri o simboli di riferimento identici per indicare elementi costruttivi con la stessa funzione. Inoltre, per chiarezza di illustrazione, alcuni riferimenti possono non essere ripetuti in tutte le figure.
Mentre l’invenzione è suscettibile di varie modifiche e costruzioni alternative, alcune forme di realizzazione preferite sono mostrate nei disegni e saranno descritte qui di seguito in dettaglio. Si deve intendere, comunque, che non vi è alcuna intenzione di limitare l’invenzione alla specifica forma di realizzazione illustrata, ma, al contrario, l’invenzione intende coprire tutte le modifiche, costruzioni alternative, ed equivalenti che ricadano nell’ambito dell’invenzione come definito nelle rivendicazioni.
L’uso di “ad esempio”, “ecc.”, “oppure” indica alternative non esclusive senza limitazione a meno che non altrimenti indicato. L’uso di “comprende” e “include” significa “comprende o include, ma non limitato a” a meno che non altrimenti indicato.
Con riferimento alla figura 1 viene illustrata una vista in sezione di una ruota 1 secondo una forma di realizzazione della presente invenzione. Nel seguito della descrizione la ruota verrà considerata in condizione montata, ovvero con asse di rotazione orizzontale.
La ruota 1 comprende in modo noto un cerchio 2, su cui è montato un penumatico 3, ed un sistema di misura in grado di misurare un carico verticale applicato alla ruota in condizioni di ruota montata con asse di rotazione orizzontale.
Nell’esempio di figura 1 il cerchio è del tipo costituito da un disco frontale 20 saldato ad un elemento anulare 21 la cui superficie radiale forma il cosiddetto canale 22 destinato ad ospitare il tallone 30 del penumatico 3.
Il cerchio 1 è provvisto di una sede 23 in cui è alloggiato un sensore 4 in grado di rilevare deformazioni della sede 23. Preferibilmente il sensore 4 è un sensore capacitivo, quindi dotato di due armature conduttrici 40 separate da un materiale dielettrico 41.
Il materiale dielettrico 41 può essere di vario tipo, tuttavia, materiali preferiti sono acetato di cellulosa, copolimeri, fluoropolimeri, termopolimeri e Tedlar®. Prove sperimentali condotte dalla richiedente (vedi fig. 3), hanno dimostrato che questi materiali presentano una ridotta attenuazione di segnale (in percentuale inferiore al 10%) per le frequenze d’interesse, comprese tra 0 e 50 Hz, corrispondenti alla frequenza di rotazione del sensore montato su un cerchio di 22’’ di un veicolo che viaggia a velocità comprese tra 0 e 130 Km/h.
Come illustrato in figura 2A, in condizioni di carico nullo applicato alla ruota, i due elementi 21 e 22 che, affacciati, definiscono le pareti della sede 23 del sensore non risultano deformati e l’uscita del segnale elettrico del sensore risulta stabile ad un valore di soglia che indica una condizione di carico nullo. Quando, invece, la ruota viene sottoposta ad un carico (fig.2B), i due elementi 21 e 22 si deformano e con essi la forma della sede 23, cosicché le due armature 40 del sensore 4 si muovono traslando e ruotando l’una rispetto all’altra. Tale movimento delle armature causa una deformazione del dielettrico 41 e, quindi, una variazione del segnale elettrico generato dal sensore. La variazione del segnale elettrico del sensore dipende, dunque, dal carico applicato alla ruota e la sua misurazione può essere utilizzata per misurare il carico sulla ruota.
Vantaggiosamente, le armature del sensore capacitivo sono schermate mediante uno strato conduttivo, così da ridurre il rumore proveniente dal veicolo, ad esempio dovuto a capacità dovute al contatto tra ruota e veicolo/terreno.
Nell’esempio di figura 1, il sensore capacitivo 4 è montato su una scheda PCB che alloggia anche un convertitore analogico digitale 5. L’uscita del sensore 4 è collegata all’ingresso del convertitore analogico/digitale (A/D) 5, il quale converte il segnale analogico d’uscita del sensore 4 in un segnale digitale che viene quindi inviato, mediante un opportuno cablaggio 10, ad un’unità di memorizzazione ed elaborazione 6, la quale procede ad una prima elaborazione locale della misura del sensore 4 e fornisce i dati ad un modulo trasmettitore wireless 7 che li trasmette ad un’unità remota, non illustrata in figura, ma preferibilmente montata a bordo del veicolo, ad es. un’autovettura o un camion, su cui è montata la ruota 1.
Nell’esempio di figura 1, il trasmettitore wireless 7 e l’unità di memorizzazione ed elaborazione 6 sono alloggiati in una custodia 8 che alloggia anche una batteria elettrica 9 in grado di alimentare il trasmettitore e tutti gli altri elementi attivi del sistema, come il sensore 4, il convertitore A/D 5.
Prove sperimentali, riportate in figura 4, hanno permesso di verificare che applicando un carico verticale costante alla ruota, al ruotare della stessa, il segnale d’uscita del sensore presenta un picco LMAX, quando il sensore si trova lungo l’orizzontale (valori di 90° e 270° nei grafici di figura 4). Il segnale d’uscita del sensore, invece, presenta un valore di minimo assoluto LMIN quando si trova nel punto più basso della ruota (valori di 0 e 360° nel grafico di figura 4), ed un minimo relativo Lt_med quando si trova nel punto più alto della ruota (valore di 90° nel grafico di figura 4).
La richiedente ha dunque scoperto, empiricamente, che le forze laterali FL e verticali FV che agiscono sulla ruota possono essere ricavate secondo la formula (1) che segue:
In cui i coefficienti Cij sono costanti e dipendono dalla pressione dello pneumatico.
Al fine di poter calcolare il valore dei carichi verticale FV e laterale FL, in una forma di realizzazione preferita il sistema di misura dei carichi applicati alla ruota comprende anche mezzi atti a rilevare un valore di pressione e di temperatura del penumatico montato sul cerchio. In una forma di realizzazione i mezzi atti a rilevare un valore di pressione e temperatura del pneumatico comprendono un sensore, ad esempio un sensore TPMS, in grado di misurare pressione di gonfiaggio del pneumatico e temperatura dell’aria interna al pneumatico, quest’ultima essendo correlata alla temperatura del pneumatico stesso.
In particolare, si deve segnalare che sebbene l’uso di un sensore di pressione sia preferibile per misurare la pressione del pneumatico, altri sistemi possono essere utilizzati, i quali determinano in modo indiretto un valore di pressione mediante una misura di altri parametri. Ad esempio, la misura della distanza tra cerchio e pneumatico è dipendente dalla forma, ma anche dalla pressione, del pneumatico, cosicché misure differenziali della distanza tra cerchio e pneumatico possono essere considerate misure indirette della pressione del pneumatico.
I mezzi per rilevare un valore di pressione e di temperatura del penumatico montato sul cerchio possono essere montati sulla ruota, oppure essere mezzi già previsti sul veicolo che monta la ruota. In questo caso l’unità di memorizzazione ed elaborazione 6 può ricevere i dati di pressione e temperatura dall’unità remota del veicolo mediante l’interfaccia wireless 7 che opera sia come modulo trasmettitore, come descritto prima, sia come modulo ricevitore per ricevere dati e/o comandi dall’unità remota del veicolo.
In generale, i valori dei coefficienti Cij possono essere misurati empiricamente. La richiedente ha verificato che in condizioni di pressione dello pneumatico di 4 bar e temperatura 20 °C si hanno i seguenti valori:
In generale, in condizioni usuali di funzionamento di una ruota, ovvero T compresa tra -15°C e T=45°C, e pressione pneumatico p compresa tra 3 e 4.5 bar (veicolo commerciale), i valori sopra menzionati possono variare di ± 10%.
Anche se in modo leggermente meno accurato, dato che la deriva termica risulta poco importante nella formula (1), in una forma di realizzazione che non necessita di alcun sensore di temperatura, i valori di K1 e K2 possono essere assunti pari a zero nella formula (1). Mediante test sperimentali, la richiedente ha inoltre verificato l’esistenza di una relazione lineare tra pressione del pneumatico P e i coefficienti Cij. Il grafico di figura 7 mostra come, a parità di carico verticale applicato, all’aumentare della pressione aumenta anche il valore del carico misurato dal sensore.
Preferibilmente, dunque, l’unità di elaborazione 6 viene configurata per correggere il valore dei coefficienti Cij della formula (1) come segue:
Cij’= Cij * k*P
Dove P è la pressione e k è il coefficiente sperimentale di correlazione che determina la sensibilità del sensore alla pressione. Valori preferiti di k sono compresi tra 1 · 10<4 >e 2 · 10<4>. In generale, il valore di k può comunque essere definito in sede di fabbricazione della ruota ed essere memorizzato in un’area di memoria dell’unità di memorizzazione ed elaborazione 6. In una forma di realizzazione, l’unità di memorizzazione ed elaborazione 6 può comprendere diversi valori di k memorizzati in una tabella di confronto ove, per diverse tipologie di pneumatico e di pressione del pneumatico è associato un valore di predeterminato di k. Al momento del montaggio della ruota sul veicolo, il meccanico potrà interfacciarsi con l’unità di memorizzazione ed elaborazione attraverso un’opportuna interfaccia d’utente (ad es. un terminale di controllo remoto che parla in Bluetooth con l’unità 6) per selezionare il valore di k.
Prove sperimentali, riportate in figura 8, hanno inoltre dimostrato l’effetto di forze laterali sulla misura della forza verticale da parte del sensore che determinano il rapporto tra i coefficienti Cij.
Operativamente, dunque, man mano che la ruota 1 gira, le armature del sensore capacitivo 4 si muovono l’una rispetto all’altra deformando il dielettrico tra loro interposto. Ciò comporta una variazione del segnale generato dal sensore che, in condizioni ideali, si ripete in modo ciclico ad ogni rotazione e che presenta un massimo assoluto LMAX, un minimo assoluto LMIN ed un minimo relativo Lt_med. L’unità di elaborazione 6 memorizza questi tre valori e calcola i valori delle forze orizzontali FL e verticali FV agenti sulla ruota.
L’unità di elaborazione 6 trasmette almeno il valore della forza verticale FV, ma preferibilmente anche il valore della forza orizzontale FO al trasmettitore wireless 7.
Il segnale trasmesso dal trasmettitore 7 viene ricevuto da un’unità di controllo remota che ritrasmette il segnale (eventualmente rielaborato) a dispositivi esterni (ad esempio, centrali di controllo remote) e/o utilizza l’informazione trasportata da tale segnale (ossia FL ed FV) per controllare attuatori del veicolo, ad es. per accendere spie di allarme nel caso di variazioni improvvise del carico misurato da una ruota.
Prove sperimentali hanno permesso di verificare che il sistema sopra descritto risulta robusto al rumore e ad altri fattori che possono in qualche misura incidere sulla misura.
In particolare, come illustrato in figura 5, l’influenza dalla velocità di traslazione del veicolo è inferiore al 4% ed è random.
I test sperimentali hanno poi permesso di verificare (cfr. tabella di figura 6) che l’influenza da carico longitudinale sulla misura di quello verticale è inferiore al 3%.
Alla luce di quando sopra descritto appare chiaro al tecnico del ramo come l’invenzione permetta di raggiungere gli scopi prefissati. In particolare, il posizionamento del sensore in una sede ricavata sul cerchio della ruota permette un’installazione facile ed un accesso facilitato al sensore in caso di manutenzione.
Vantaggiosamente, la sede per il sensore viene posizionata in un punto del cerchio che sia soggetto al carico verticale agente sulla ruota, ad esempio una porzione del canale di alloggiamento del pneumatico, o una razza di un cerchio a razze. La figura 9, ad esempio, indica diverse posizioni possibili di una sede 23 per il sensore. Preferibilmente, in caso di cerchio a razze, una posizione preferita per la sede 23 è un’area della razza che si trova nella metà più esterna della razza stessa, ovvero in posizione prossimale del canale.
Ad esempio, nonostante l’invenzione sia stata sopra descritta con riferimento ad un sensore di tipo capacitivo, è evidente che il sensore può essere anche di altro tipo, ad esempio è possibile prevedere sensori ottici o induttivi, che vanno a misurare deformazioni di una sede ricavata nel cerchio.
Ancora, nella soluzione preferita di condensatore capacitivo, è chiaro che il sensore può avere armature piane parallele o anche di altro tipo. Ad esempio le armature possono comprendere superfici piane piatte parallele (es. figure 10A e 10B) di qualsiasi forma (es. rettangolari come in fig. 10A o ellittiche come in fig.
10B), oppure comprendere superfici piane curve (fig. 10C), comprendere superfici semisferiche (fig. 10E), avere uno spessore costante lungo tutta la loro larghezza (es. fig. 10A-10C) avere uno spessore ‘D’ che varia lungo la larghezza, ad esempio essendo massimo al centro e minimo ai bordi come in fig.10D.

Claims (12)

  1. RIVEND ICA ZIONI 1. Cerchio (2) per ruota (1), comprendente un sistema di misura (4, 5, 6) atto a rilevare un carico (FV ) verticale applicato alla ruota (1) in condizioni di ruota montata con asse di rotazione orizzontale, caratterizzato dal fatto che il sistema di misura comprende - un sensore (4) atto a rilevare una deformazione del cerchio e a trasmettere un segnale di deformazione relativo alla deformazione rilevata, ed - un’unità di elaborazione (6), operativamente connessa al sensore (4), configurata per ricevere il segnale di deformazione, e per determinare il carico verticale applicato alla ruota (1) in Nase alla deformazione del cerchio rilevata dal sensore (4).
  2. 2. Cerchio secondo la rivendicazione 1, in cui il sensore (4) è alloggiato in una sede (23) ricavata su una superficie del cerchio ed in cui il sensore è atto a rilevare una deformazione di tale sede (23).
  3. 3. Cerchio secondo la rivendicazione 1 o 2, ulteriormente comprendente una pluralità di razze ed in cui la sede (23) è ricavata su una razza di detta pluralità di razze.
  4. 4. Cerchio secondo la rivendicazione 1 o 2, ulteriormente comprendete un elemento anulare atto ad alloggiare un pneumatico, ed un disco frontale applicato a detto elemento anulare, ed in cui la sede è ricavata su una superficie di detto disco che affaccia su detto elemento anulare.
  5. 5. Cerchio secondo la rivendicazione 1 o 2 o 3 o 4, in cui il sensore (4) è un sensore di tipo capacitivo comprendente una coppia di armature metalliche (40) ed un materiale dielettrico (41) interposto tra dette armature metalliche.
  6. 6. Cerchio secondo la rivendicazione 5, in cui detto materiale dielettrico è scelto nel gruppo di materiali comprendente i seguenti materiali: acetato di cellulosa, copolimeri, fluoropolimeri, termopolimeri, Tedlar® .
  7. 7. Cerchio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unità di elaNorazione (6) è atta a memorizzare misure effettuate da detto sensore (4) e a rilevare un primo valore L MIN di minimo assoluto del segnale di deformazione, un secondo valore L MAX di massimo assoluto del segnale di deformazione ed un valore L t_med di minimo relativo del segnale di deformazione, ed in cui detta unità di elaNorazione è ulteriormente atta a calcolare un valore del carico verticale applicato alla ruota secondo la seguente formula:
    Dove FV è detto carico verticale, FL è un carico laterale applicato alla ruota, i coefficienti C ij, con i compresa tra 1 e 2 e j compresa tra 1 e 3, sono costanti.
  8. 8. Cerchio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, ulteriormente comprendente mezzi atti a rilevare un valore di temperatura del pneumatico ed in cui detta unità di elaNorazione (6) è atta a memorizzare misure effettuate da detto sensore (4) e a rilevare un primo valore L MIN di minimo assoluto del segnale di deformazione, un secondo valore L MAX di massimo assoluto del segnale di deformazione ed un valore L t_med di minimo relativo del segnale di deformazione, ed in cui detta unità di elaNorazione è ulteriormente atta a calcolare un valore del carico verticale applicato alla ruota secondo la seguente formula:
    Dove FV è detto carico verticale, FL è un carico laterale applicato alla ruota, i coefficienti Cij, con i compresa tra 1 e 2 e j compresa tra 1 e 3 sono costanti, K 1 e K 2 sono due valori che dipendono da detto valore di temperatura rilevato.
  9. 9. Cerchio secondo la rivendicazione 7 o 8, ulteriormente comprendente mezzi atti a rilevare una pressione di un pneumatico montato su detto cerchio, ed in cui l’unità di elaborazione (6) è configurata per correggere il valore dei coefficienti C ij come segue: Cij<.>= Cij * k*P Dove Cij ‘ sono i coefficienti C ij orretti, P è il valore di pressione misurato e k una costante predeterminata.
  10. 10. Ruota comprendente un cerchio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 9 ed un pneumatico montato su detto cerchio.
  11. 11. Veicolo comprendente una ruota secondo la rivendicazione 10, in cui il sistema di misura comprende un modulo trasmettitore wireless (7) per trasmettere misure del carico agente sulla ruota, ed in cui il veicolo comprende un’unità remota atta a ricevere dette misure del carico agente sulla ruota.
  12. 12. Veicolo secondo la rivendicazione 11, ulteriormente comprendente una pluralità di attuatori, in cui l’unità remota utilizza le misure del carico agente sulla ruota per controllare almeno un attuatore di detta pluralità di attuatori.
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