ES2320991T3 - Metodo y aparato para detectar movimiento en una reuda, en un sistema de monitorizacion de presion de neumaticos. - Google Patents

Metodo y aparato para detectar movimiento en una reuda, en un sistema de monitorizacion de presion de neumaticos. Download PDF

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William David Stewart
Samuel Kane Strahan
Alan Kenneth Mccall
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Schrader Electronics Ltd
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    • 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
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Abstract

Un aparato (39) para detectar el movimiento de una rueda que comprende un neumático que contiene fluido, el aparato comprendiendo un sensor de presión (12) dispuesto para medir la presión del mencionado fluido y para generar una señal que indica la presión de fluido medida; caracterizado porque el aparato incluye además medios para detectar (22) un componente (50) de la mencionada señal, que corresponde a variaciones en la presión del mencionado fluido provocadas por vibraciones del neumático resultantes del contacto rodante entre el neumático y la superficie del suelo, donde tras la detección del mencionado componente de señal el aparato determina que la rueda está en movimiento.

Description

Método y aparato para detectar movimiento en una rueda, en un sistema de monitorización de presión de neumáticos.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a la detección del movimiento de una rueda, y más en concreto de un vehículo sobre ruedas. En particular, la invención se refiere a la detección del movimiento de una rueda en un sistema de monitorización de la presión de los neumáticos.
Antecedentes
Los sistemas de monitorización de la presión de los neumáticos son bien conocidos. La Aplicación de Patente Europea EP 0 793 579 revela un ejemplo de un sistema conocido de monitorización de la presión de los neumáticos. Típicamente, el sistema incluye un sensor de presión que se incorpora en un neumático del vehículo para monitorizar la presión del aire en su interior. Para procesar la salida del sensor de presión, se proporciona un módulo de control que típicamente comprende un microprocesador. El sistema también incluye un transmisor para transmitir señales de la presión de neumático medida, a una consola remota provista usualmente en la cabina del vehículo. Normalmente se proporciona una batería para suministrar potencia eléctrica al módulo de control, al transmisor y a cualquier circuito asociado.
La conservación de la potencia de la batería es un factor importante en un sistema de monitorización de la presión de los neumáticos. A este respecto, el sistema puede adoptar un modo de funcionamiento normal cuando el vehículo está en movimiento (o al menos se mueve por encima de una velocidad umbral predeterminada), y un modo de conservación cuando el vehículo no está en movimiento (o se mueve más lento que una velocidad umbral). En el modo de conservación el sistema es menos activo que estando en modo normal -por ejemplo, el ciclo de monitorización/transmisión de la presión puede producirse cada pocos minutos en lugar de una vez cada pocos segundos- y por lo tanto se reduce el consumo de batería.
Los sistemas convencionales de monitorización de presión de neumáticos incluyen usualmente un interruptor de rodillo mecánico (que típicamente incluye un mecanismo de bola y resorte), un acelerómetro, o un mecanismo equivalente para detectar cuando el vehículo está en movimiento, o cuando el vehículo excede una velocidad umbral. Tales mecanismos no solo se añaden al tamaño global de sistema, sino que además se consideran relativamente costosos y no fiables.
Por lo tanto, sería deseable proporcionar una alternativa relativamente barata, robusta y que ahorre espacio, para interruptores de rodillo convencionales y mecanismos equivalentes.
La Aplicación de Patente PCT Internacional WO 03/080371 revela un sistema de monitorización de la presión de los neumáticos, en el que se utiliza los cambios en el tiempo de la presión medida de los neumáticos, para determinar el estado de conducción de un vehículo, y no necesita un interruptor de rodillo ni medida equivalente.
La Aplicación de Patente PCT Internacional WO 03/053747 revela un sistema de monitorización de la presión de los neumáticos, en el que se utiliza variaciones en la presión medida de los neumáticos, para estimar la condición de la carcasa del neumático y la superficie de la carretera, aunque se utiliza un sensor de aceleración para determinar si el vehículo está o no en movimiento.
Varios estudios [1], [2] han indicado que cuando se monta un neumático en llanta de una rueda, este exhibe una resonancia natural cuando es excitado. La presencia de esta resonancia puede demostrarse cuando un neumático montado es golpeado con un hierro de neumático u otro objeto. La vibración o resonancia del neumático tiene como resultado la generación de un tono o señal de sonido. La frecuencia del tono depende de la estructura y el tamaño del neumático, y también de la presión (típicamente presión de aire) dentro del neumático. Las investigaciones indican que para un coche normal de pasajeros, el rango general de la frecuencia resonante está entre 200 y 300 Hz.
Resumen de la invención
Trabajando sobre la presente invención se comprendió que, cuando un vehículo está viajando, sus neumáticos son estimulados por la interacción con la superficie de la carretera (u otra superficie del suelo/terreno), lo que provoca vibración o resonancia del neumático. La presente invención utiliza una señal resultante (o la ausencia de esta) para determinar si el vehículo está detenido o en marcha.
Un primer aspecto de la invención proporciona un aparato para detectar el movimiento de una rueda que comprende un neumático que contiene fluido, el aparato comprendiendo un sensor de presión dispuesto para medir la presión del mencionado fluido y para generar una señal que indica la presión del fluido medida; y medios para detectar un componente de la mencionada señal que corresponde a variaciones en la presión del mencionado fluido, provocadas por vibraciones del neumático resultantes del contacto rodante entre el neumático de la superficie del suelo, donde tras la detección del mencionado componente de señal el aparato determina que la rueda está en movimiento.
Típicamente el neumático consiste en un neumático de gas, aunque la invención puede utilizarse con neumáticos llenos de otros fluidos.
En medio de detección está dispuesto para detectar un componente de audio de la señal. El medio de detección puede disponerse para detectar componentes de señal que tienen una frecuencia en el rango de 200 Hz a 300 Hz.
En una realización, el sensor de presión genera una señal analógica, comprendiendo el aparato un convertidor analógico a digital (ADC, analogue-to-digital converter) dispuesto para recibir una señal analógica y para producir una correspondiente señal digital, estando dispuesto el medio de detección para detectar la mencionada componente de señal en la mencionada señal digital correspondiente. Por ejemplo, el medio de detección puede disponerse para detectar la mencionada componente de señal en uno o más de los bits menos significativos de la señal ADC.
En una realización alternativa el sensor de presión genera una señal analógica, comprendiendo el aparato un filtro dispuesto para filtrar la señal del sensor al objeto de extraer la mencionada componente de señal; y un comparador dispuesto para comparar la señal filtrada del sensor con una señal de referencia, y para generar una señal de comparador, estando dispuesto el medio de detección para detectar la mencionada componente de señal a partir de las características de la señal del comparador.
El medio de detección puede disponerse para detectar impulsos en la mencionada señal del comparador. Por ejemplo, el medio de detección determina que la mencionada componente de señal está presente mediante detectar un tren de dos o más impulsos en la mencionada señal del comparador.
El medio de detección puede comprender un módulo de control dispuesto para detectar la mencionada componente de señal o una derivada de esta y, tras la detección de la mencionada componente o derivada de señal, determinar que la rueda está en movimiento. El módulo de control puede comprender un procesador, tal como un microprocesador o un microcontrolador, o puede comprender un dispositivo de máquina de estado o un dispositivo de controlador lógico programable (PLC, programmable logic controller).
Un segundo aspecto de la invención proporciona un dispositivo de monitorización de la presión del neumático, por ejemplo una unidad de rueda de monitorización y transmisión de la presión del neumático, que comprende el aparato del primer aspecto de la invención.
Un tercer aspecto de la invención proporciona un método para detectar movimiento de una rueda que comprende un neumático, el método comprendiendo medir la presión del neumático; generar una señal correspondiente a la presión medida del neumático, o generada por esta; en la mencionada señal, detectar un componente de señal que corresponde a vibraciones del neumático; y tras la detección del mencionado componente de señal, determinar que la rueda está en movimiento.
En realizaciones preferidas, la detección del componente de señal implica detectar un componente de señal de audio. Por ejemplo, la detección del componente de señal puede involucrar detectar un componente de señal que tiene una frecuencia en el rango de 200 Hz a 300 Hz.
Un cuarto aspecto de la invención proporciona un producto de programa informático que comprende un código de programa informático, para hacer que un ordenador lleve a cabo el método del tercer aspecto de la invención.
Desde otro aspecto, la invención proporciona un método de detección de movimiento de un vehículo sobre ruedas que tiene al menos una rueda que comprende un neumático, método que comprende detectar la presencia de vibraciones del neumático provocadas por la interacción del neumático con una superficie del suelo; y, tras la detección de las mencionadas vibraciones, determinar que el vehículo está en movimiento.
La invención tiene un uso concreto para detectar el movimiento de una rueda, o de un vehículo sobre ruedas, en un sistema de monitorización de la presión de los neumáticos, que comprende un sensor de presión dispuesto para detectar la presión de un neumático montado en la rueda. En realizaciones preferidas, en la señal de salida del sensor de presión o en una derivada de esta, se examina la presencia de un componente de señal generado por vibraciones de la rueda o correspondiente a estas y, tras la detección del mencionado componente de señal, se determina que la rueda, y por lo tanto el vehículo, está en movimiento.
La señal de salida del sensor de presión puede examinarse directamente, pero ventajosamente se amplifica antes de su examen. Por lo tanto el aparato puede incluir un amplificador para amplificar la señal de salida de sensor. En algunas en realizaciones, el sensor de presión produce una señal de salida analógica que se examina tras ser convertida a un formato digital.
La invención es especialmente apropiada para utilizar con coches, furgonetas, camiones, remolques y motocicletas, pero puede utilizarse igualmente con cualquier vehículo que tenga una o más ruedas con uno o más correspondientes neumáticos de gas, o neumáticos llenos de otros fluido.
Otros aspectos ventajosos de la invención serán evidentes para las personas de cualificación ordinaria en el arte, tras examinar la siguiente descripción de realizaciones específicas de la invención, y con referencia a los dibujos anexos.
Breve descripción de los dibujos
Se describirá ahora realizaciones de la invención a modo de ejemplo, y con referencia a los dibujos anexos en los cuales:
la figura 1 es un diagrama de bloques de una unidad de sensor/transmisor de un sistema de monitorización de la presión de los neumáticos, adecuado para ser utilizado con realizaciones de la presente invención;
la figura 2 es un diagrama de bloques que muestra aspectos de la unidad de sensor/transmisor de la figura 1, en mayor detalle;
la figura 3 es un diagrama de bloques de una realización de un aparato para detectar movimiento de una rueda, de acuerdo con un aspecto de la presente invención;
la figura 4A es una representación gráfica de un componente de señal de audio, de una señal de salida generada por un sensor de presión;
la figura 4B es una representación gráfica de la salida de un comparador, suministrada con el componente de señal de audio de la figura 4A;
la figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra operaciones de proceso que se llevan a cabo de acuerdo con una realización preferida de la invención; y
la figura 6 es un diagrama de flujo que ilustra otras operaciones de proceso que se llevan a cabo de acuerdo con una realización preferida de la invención.
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Descripción detallada de los dibujos
En referencia ahora la figura 1 de los dibujos se muestra, indicado en general como 10, un diagrama de bloques que ilustra un ejemplo de una unidad de medida y transmisión de la presión, de un sistema de monitorización de presión de neumáticos. Durante su uso, el dispositivo 10 de medida y transmisión de la presión está instalado dentro del neumático de una rueda del vehículo (no mostrada), y puede ser aludido como la unidad de rueda 10.
La unidad de rueda 10 comprende un sensor de presión 12 para medir presión de gas (típicamente presión de aire) dentro del neumático. El sensor de presión 12 puede adoptar cualquier forma convencional adecuada, por ejemplo un sensor convencional de silicio piezo-resistivo o un sensor de presión capacitivo.
El funcionamiento del sensor de presión 12 está controlado e interpretado por un módulo de control 22 (figura 2), que en la figura 1 está incluido en un circuito integrado de aplicación específica (ASIC, Application Specific Integrated Circuit) 14, aunque puede proporcionarse de cualquier forma conveniente. Típicamente, el módulo de control provoca que el sensor de presión 12 mida periódicamente la presión del aire y devuelva una correspondiente señal. El módulo de control 22 interpreta la señal o una derivada de esta, y puede llevar a cabo algunas operaciones de procesamiento tales como compensación de temperatura.
Una vez que el módulo de control 22 ha determinado un valor para la presión de aire detectada, hace que el valor sea transmitido a una consola de monitorización remota (no mostrada), a través del transmisor 16 y la antena 18. El transmisor 16 puede adoptar cualquier forma apropiada, usualmente un transmisor de RF que funciona por ejemplo con una portadora UHF, digamos a 300-450 MHz, y la antena 18 puede seleccionarse correspondientemente.
Se proporciona una fuente de potencia eléctrica, usualmente en forma de batería 20, para suministrar potencia eléctrica al ASIC 14, que a su vez da suministro al sensor de presión 12 y al transmisor 16.
La unidad de rueda 10 que se ha descrito arriba, es en general similar a unidades de rueda conocidas, y aquí se describe por claridad solo aquellos componentes son útiles para comprender la presente invención. Una diferencia notable entre la unidad de rueda 10 y unidades de rueda convencionales (por ejemplo, la unidad revelada en el documento EP 0793 579), es la ausencia de un interruptor de rodillo mecánico o un mecanismo equivalente, para detectar cuando el vehículo se está moviendo o se está moviendo por encima de una velocidad umbral.
La figura 2 muestra, solo a modo de ejemplo, el ASIC 14 en mayor detalle. La salida del sensor de presión 12, que en la presente realización comprende una señal analógica, se suministra ventajosamente a un amplificador 24 a través de la línea de señal 25. La salida del amplificador 24 se suministra a un convertidor analógico digital (ADC) 26 que convierte la salida analógica amplificada del sensor, en una correspondiente señal digital.
En la realización preferida, el módulo de control 22 comprende un procesador típicamente en forma de microprocesador, microcontrolador o dispositivo equivalente (aunque alternativamente puede comprender un dispositivo de máquina de estado, un dispositivo de lógica programable (PLD) o un dispositivo equivalente) que recibe la salida del ADC 26. El procesador 22 procesa la salida del ADC 26 para determinar la presión del aire detectada. Las operaciones típicas de procesamiento que pueden llevarse a cabo por el procesador 22 sobre la salida del ADC, son bien conocidas para las personas cualificadas en el arte y no es necesario describirlas aquí.
En la realización de la figura 2, se asume solo a modo de ejemplo que el sensor de presión 12 es del tipo que requiere un suministro de corriente constante. Por consiguiente, la unidad de rueda 10 incluye una fuente de corriente 28 dispuesta para suministrar corriente al sensor de presión 12 a través de la línea de alimentación 27. Convenientemente, la fuente de corriente 28 también suministra potencia al amplificador 24 a través de la línea de alimentación 29. Preferentemente la fuente de corriente 28 está controlada por el procesador 22, de manera que el sensor de presión 12 y el amplificador 24 pueden conectarse y desconectarse por el procesador 22 según sea necesario. Opcionalmente, el procesador 22 puede disponerse para controlar la ganancia del amplificador 24 como se indica por la línea de control 31, aunque típicamente la ganancia está fija en un nivel predeterminado.
Se comprenderá que el procesador 22 es el corazón del módulo de control, y que los circuitos asociados 24, 26, 28, que en la realización de la figura 2 están incluidos en el ASIC 14, alternativamente pueden proporcionarse fuera del ASIC y no necesariamente comprenden parte del módulo de control.
Trabajando sobre la presente invención se ha reconocido que cuando una rueda (no mostrada) está en contacto rodante con una superficie de suelo, la interacción del neumático de la rueda (no mostrado) y la superficie del suelo (no mostrada) genera vibraciones o ruido, que provocan fluctuaciones relativamente pequeñas en la presión del aire dentro del neumático. Así, la vibración o resonancia del neumático genera una señal que, para superficies de carretera normales y neumáticos de vehículo normales, está presente usualmente en el rango de 300 Hz a 300 Hz, comúnmente en el rango de 220 Hz a 290 Hz. Por lo tanto, en tales casos puede decirse que la señal comprende una resonancia o señal de audio. El sensor de presión 12 detecta la señal de audio cuando mide la presión del aire en el neumático. Como resultado, la señal de salida del sensor de presión incluye uno o más componentes de señal, que representan la señal de audio. Solo a modo de ejemplo, para neumáticos de vehículo y superficies de carretera normales, un sensor de presión que tiene una sensibilidad de salida en el rango de 50 \muV a 200 \muV, correspondiente a una presión detectada en la región de 30 mpsi, podría ser adecuado para detectar el componente de señal de audio.
Se comprenderá que la invención no está limitada a la detección de componentes de señal en el rango de 200 Hz a 300 Hz, o a la detección de componentes de señal de audio. Más en general, en la salida del sensor de presión puede examinarse la presencia (o ausencia) de uno o más componentes de señal que representan fluctuaciones de presión del neumático provocadas por vibraciones del neumático o ruido de la carretera, resultantes del acoplamiento rodante entre el neumático y la superficie del suelo. Tales componentes de señal pueden ser aludidos como componentes de ruido.
En las siguientes realizaciones de un aspecto de la invención, la unidad de rueda 10 está dispuesta para detectar uno o más componentes de ruido en la salida del sensor de presión y, tras la detección del componente o componentes de ruido, para determinar que una rueda en la que está instalado está rodando, es decir que el vehículo asociado se está moviendo. A modo ilustrativo, se asume que los componentes de ruido comprenden un componente de señal de audio en el rango de frecuencia de 200 Hz a 300 Hz.
Esto puede conseguirse de una serie de formas. Por ejemplo en una realización, el procesador 22 se dispone para examinar la señal de salida generada por el sensor de presión 12, a una resolución lo suficientemente elevada como para detectar la presencia o ausencia del componente de señal correspondiente a la señal de audio. Con referencia la figura 2, esto puede conseguirse mediante fijar la ganancia del amplificador 24 a un nivel apropiado, o mediante utilizar un ADC 26 con una resolución suficientemente alta, o mediante una combinación de ambas cosas. Por ejemplo supóngase que el ADC de una unidad de rueda convencional proporciona una salida que consta de 8 bits. Mediante utilizar un ADC de resolución superior, digamos con una salida de 12 bits, los 8 bits más significativos pueden utilizarse para proporcionar una medida normal de presión, mientras que los restantes 4 bits representan el componente de señal de audio. En general, uno o más de los bits menos significativos de la salida del ADC 26 pueden ser examinados por el procesador 22 para determinar si hay, o no, presente un componente de señal de audio. En esta realización el procesador 22, el ADC 26, y si es necesario el amplificador 24, pueden aludirse colectivamente como medios para detectar el componente de señal que corresponde a vibraciones del neumático. Se comprenderá que el medio de detección puede adoptar otras formas. Por ejemplo como se ha sugerido arriba, el ADC 26 y/o el amplificador 24 pueden no ser necesarios, en cuyo caso el medio de detección comprende el procesador 22.
En la figura 3 se ilustra una realización alternativa que muestra un aparato o dispositivo de medida de presión, indicado en general como 39, que realiza un aspecto de la presente invención. El aparato 39 incluye el sensor de presión 12, cuya señal de salida se proporciona a un amplificador 40 (el amplificador 24 (figura 2) puede servir convenientemente como amplificador 40). La señal amplificada se proporciona a un filtro 42 dispuesto para extraer, o pasar, la componente de audio a partir de la señal amplificada. En la presente realización, el filtro 42 puede comprender cualquier filtro analógico apropiado, por ejemplo un filtro de paso banda configurado para pasar señales en la banda de frecuencia de 200 Hz a 300 Hz. En esta realización el procesador 22, el controlador 44, el filtro 42, y si se requiere el amplificador 40, pueden aludirse colectivamente como medios para detectar la componente de señal que corresponde a vibraciones del neumático.
La figura 4A muestra una representación simplificada del componente 50 de señal de audio, presente en la salida del sensor de presión 12 cuando el vehículo está en movimiento. El componente de señal 50 se muestra en la forma de una señal sinusoidal en general, que tiene una frecuencia de 1/Ws, donde Ws es la longitud de onda de la señal 50, y una amplitud de As. Solo a modo de ejemplo, se asume que la frecuencia (1/Ws) es de aproximadamente 250 Hz, y se asume que la amplitud es de aproximadamente 100 \muV. La señal filtrada producida por el filtro 42 comprende una versión amplificada del componente de señal 50.
La versión amplificada del componente de señal 50 se proporciona a un comparador 44, que genera una señal de salida mediante comparar el componente de señal 50 amplificada con un nivel o señal de referencia (no mostrado). La señal de salida del comparador se proporciona el procesador 22 para su análisis. Cuando el vehículo está en movimiento, la señal de salida del comparador comprende un tren de impulsos 52 (figura 4B). En el presente ejemplo, la señal de referencia comprende un nivel de referencia constante de cero voltios o una representación de este. Así, cuando la señal filtrada excede el nivel de referencia se genera un impulso mediante el comparador 44. En la figura 4B, el tren de impulsos 52 comprende impulsos de amplitud Ao y frecuencia 1/Wo, donde Wo en la longitud de onda eficaz de la señal de impulso. En el presente ejemplo, la amplitud Ao es de aproximadamente 3 voltios y la frecuencia 1/Wo es de aproximadamente 250 Hz.
Cuando el vehículo está detenido, la salida del sensor de presión 12 no incluye un componente 50 de señal de audio, y por lo tanto no hay señal filtrada detectable producida por el filtro 42 (lo que en el presente ejemplo, corresponde a una señal filtrada de cero voltios). Por consiguiente, la señal proporcionada al comparador 44 desde el filtro 42 comprende un valor constante de cero voltios, y por lo tanto no excede el nivel de referencia del comparador. Así, en el presente ejemplo cuando el vehículo está detenido, el comparador 44 produce una salida constante de cero voltios. Se apreciará que en realizaciones alternativas puede utilizarse un nivel de referencia o nivel "cero", diferente de cero voltios.
En la realización preferida, tanto el amplificador 40 como el filtro 42 y el comparador 44 están incluidos en el ASIC 14 o en otro circuito integrado, como se indica mediante la línea a trazos de la figura 3.
En las figuras 5 y 6, se describe ahora un ejemplo del funcionamiento del procesador 22 (en el contexto de la realización de la figura 3). El procesador 22 puede comprender un microprocesador, un microcontrolador o un dispositivo similar, dispuestos para ejecutar código de programa informático que puede memorizarse convenientemente en memoria de programa interna o externa (no mostrada). En tales casos, el procesador 22 sirve como módulo de control cuando se ejecuta el código de programa informático relevante. El código de programa informático provoca que el procesador 22 implemente una o más rutinas de programa, que pueden convenientemente ilustrarse en forma de diagramas de flujo. Alternativamente, el procesador 22 puede comprender un dispositivo de máquina de estado o un dispositivo de lógica programable (PLD), dispuestos para llevar a cabo una pluralidad de funciones de proceso. Estas funciones de proceso pueden también ilustrarse convenientemente en forma de diagramas de flujo. En las figuras 5 y 6, solo se describe e ilustra aquellas rutinas que son relevantes para la presente invención. En la siguiente descripción, los números entre paréntesis se refieren a operaciones respectivas de los diagramas de flujo mostrados en las figuras 5 y 6.
Comenzando con el diagrama de flujo de la figura 5, el procesador 22 provoca que el sensor de presión 12 mida, o muestree, la presión de aire en el neumático (500). Como resultado, el procesador 22 un recibe una señal de entrada que comprende la señal de salida del comparador 44, que se ha descrito arriba. El procesador 22 analiza la entrada recibida, preferentemente en tiempo real, para determinar si comprende o no un tren de impulsos 52 válido. Parte de este análisis se ilustra convenientemente como una rutina separada en el diagrama de flujo de la figura 6.
En la figura 6 tras el inicio (600) de la rutina, el procesador 22 examina (601) la señal de entrada (que comprende la salida del sensor de presión 12 o una derivada de esta) y determina si en ese instante la entrada es ALTA o BAJA (602). En el presente ejemplo, ALTA lógica puede representarse por un nivel de entrada de digamos 3 voltios, mientras que BAJA lógica está representada por un nivel de entrada de cero voltios.
Si la salida es BAJA, el procesador 22 monitoriza (610) la entrada para un período predeterminado (que está determinado por la frecuencia 1/Wo, y en el presente ejemplo está inmediatamente por encima de 2 ms) para determinar si la entrada exhibe características de impulso. En el presente ejemplo, esto se consigue mediante verificar si la entrada va subsiguientemente a ALTA y después a BAJA (612). Si no se produce semejante transición de la señal de entrada, entonces el procesador 22 determina que no ha habido cambio de estado en la entrada y, correspondientemente, que no se ha detectado un impulso válido. Como resultado la rutina de la figura 6 finaliza (622).
En la operación 612, si se determina que la entrada exhibe las características de impulso necesarias, entonces el procesador 22 preferentemente lleva a cabo los pasos para verificar si el cambio de estado detectado debería, o no, considerarse como un impulso válido (616). Convenientemente, esto puede conseguirse mediante monitorizar la entrada para determinar si el cambio de estado detectado se mantiene durante un período predeterminado, por ejemplo de aproximadamente 1 ms. En la operación 616, si el cambio de estado no se mantiene durante el período predeterminado, el procesador 22 determina que no se ha detectado un impulso válido y la rutina termina (622). En la operación 616, si el cambio de estado se mantiene durante el período predeterminado, entonces el procesador 22 determina que se ha detectado un impulso válido, y actualiza (por ejemplo, incrementa) un contador de impulsos o ciclos (no ilustrado) que mantiene el procesador 22 convenientemente en memoria interna o externa, para contar el número de impulsos válidos detectados. Una vez que ha sido incrementado (620) el contador de ciclos, la rutina de la figura 5 termina (622).
Tras la operación 602, si la entrada es ALTA el procesador 22 monitoriza (604) la entrada durante un período predeterminado (que se determina por la frecuencia 1/Wo y, en el presente ejemplo, está inmediatamente por encima de 2 ms), para determinar si la entrada exhibe subsiguientemente características de impulso. En el presente ejemplo, esto se consigue mediante verificar si la entrada va posteriormente a BAJA y después a ALTA (606). Si no es el caso, entonces el procesador 22 determina que no ha habido cambio de estado en la entrada, y por consiguiente que no se detecta un impulso válido. Como resultado, la rutina de la figura 6 termina (622).
En la operación 606, si la entrada exhibe características de impulso, entonces esto es una indicación de que se detectado un impulso. Como antes, se prefiere que el procesador 22 lleve a cabo las etapas para verificar el cambio de estado detectado, antes de concluir que se ha detectado un impulso válido y a continuación pasar el control a la operación 616.
Cuando termina la rutina de la figura 6 (622), la secuencia de proceso vuelve a la rutina de la figura 5.
Se prefiere que el procesador 22 lleve a cabo múltiples exámenes de la señal de entrada recibida desde el comparador 44, antes de decidir si se ha detectado, o no, un tren de impulsos válido. Así, la rutina ilustrada la figura 6 se lleva a cabo varias veces de forma que el procesador 22 pueda detectar más de un impulso en sucesión, es decir un tren de impulsos. En el presente ejemplo el procesador 22 mantiene un contador interno (denominado Número_de_Muestra en la figura 5) que cuenta el número de veces que se examina la señal de entrada. Solo cuando el Número_de_Muestra alcanza un valor umbral, el procesador 22 decide si se ha detectado un tren de impulsos, o no. Esto se ilustra a modo de ejemplo en la figura 5.
Una vez que el procesador 22 ha llevado a cabo las operaciones de la figura 6 y el control se ha devuelto a la rutina de la figura 5, el procesador 22 ajusta, por ejemplo incrementa, el contador Número_de_Muestra (502) y después determina si el nuevo valor de Número_de_Muestra coincide con un valor umbral X (504) o lo supera. El valor umbral puede adoptar cualquier valor apropiado, por ejemplo diez. Si el valor umbral no se ha excedido, entonces el procesador 22 vuelve a la operación 500 con lo que, de acuerdo con la figura 6, se examina una nueva señal de entrada recibida desde el comparador 44.
Una vez que el valor de Número_de_Muestra iguala o rebasa el valor umbral X, el procesador 22 resetea el Número_de_Muestra (506) y después decide si se detectado (508) o no, un tren de impulsos válido. En el presente ejemplo esto se consigue mediante examinar el valor del contador de impulsos o ciclos. Si el valor del contador de ciclos iguala o excede un valor umbral Y, es decir si se ha detectado un número predeterminado de impulsos válidos, el procesador 22 determina que se detectado un tren de impulsos válido y que, por consiguiente, el vehículo está en movimiento (512). Si el valor del contador de ciclos no iguala ni excede el valor umbral, es decir si no se ha detectado el número predeterminado de impulsos válidos, el procesador 22 determina que no se detectado un tren de impulsos válido y, por consiguiente, que el vehículo está detenido (510). El valor umbral para el contador de ciclos puede adoptar cualquier valor adecuado, por ejemplo cinco.
Una vez que el contador de ciclos ha sido examinado, este es reseteado por el procesador 22 (514).
Como medida de precaución, se prefiere que el procesador 22 verifique la decisión que ha realizado en la operación 508. Así, el procesador 22 compara la decisión actual (es decir, si actualmente se detecta o no un tren de impulsos válido) realizada en la operación 508, con la decisión que adoptó la vez anterior que se llevó a cabo (516) la operación 508. Si las decisiones previa y actual son la misma, entonces la decisión se confirma y el procesador 22 informa (518) de la decisión actual al componente apropiado del módulo de control 14 (típicamente, otra rutina ejecutada en el procesador 22). Si la decisión actual no es la misma que la decisión previa, se repite las operaciones 500 hasta 516 de forma que la nueva decisión pueda confirmarse o no. Preferentemente, esto se lleva a cabo bajo el control de un contador de confirmación que se actualiza (por ejemplo, se incrementa) cada vez que el procesador 22 determina en 516 que la decisión actual sobre el estado de movimiento del vehículo ha cambiado (520). En la operación 522 el procesador verifica si el valor del contador de confirmación excede un valor umbral, por ejemplo 10. Si no es el caso, entonces se repite las operaciones 500 a 516. Si el contador de confirmación alcanza su valor umbral, entonces de procesador 22 resetea el contador de confirmación (524) y devuelve una decisión indicando que el vehículo está detenido (526). El contador de confirmación es también reseteado (517) antes de la operación 518. Se prefiere el uso del contador de confirmación, puesto que limita el número de veces que el procesador 22 lleva a cabo las etapas 500 a 516 en el caso de que no se detecte dos resultados sucesivos consistentes.
La decisión emitida por el procesador 22 tras la ejecución de las rutinas ilustradas en las figuras 5 y 6, informa al módulo de control 14 sobre si el vehículo está detenido o en movimiento.
El método y el aparato aquí descritos y que realizan la invención, proporcionan una solución fiable y relativamente barata al problema de detectar movimiento de un vehículo, en especial debido a que se elimina la necesidad de un interruptor de rodillo o un mecanismo equivalente. En la realización más sencilla, la unidad de rueda 100 puede no requerir componentes físicos adicionales, sino solo una o más un rutinas de proceso para el procesador 22. Incluso en la realización de la figura 3, los componentes adicionales utilizados, a saber el filtro 42 y el comparador 44 son fiables, baratos y no necesitan espacio adicional significativo (especialmente cuando se incorporan en el ASIC).
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Referencias citadas en la descripción
La lista de referencias citadas por el solicitante es solo para comodidad del lector. No forma parte del documento de Patente Europea. Aunque se ha tomado especial cuidado en recopilar las referencias, no puede descartarse errores u omisiones y la EPO rechaza toda responsabilidad a este respecto.
Documentos de patentes citados en la descripción
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Claims (14)

1. Un aparato (39) para detectar el movimiento de una rueda que comprende un neumático que contiene fluido, el aparato comprendiendo un sensor de presión (12) dispuesto para medir la presión del mencionado fluido y para generar una señal que indica la presión de fluido medida; caracterizado porque el aparato incluye además medios para detectar (22) un componente (50) de la mencionada señal, que corresponde a variaciones en la presión del mencionado fluido provocadas por vibraciones del neumático resultantes del contacto rodante entre el neumático y la superficie del suelo, donde tras la detección del mencionado componente de señal el aparato determina que la rueda está en movimiento.
2. Un aparato como el reivindicado en la reivindicación 1, en el que el mencionado medio de detección está dispuesto para detectar un componente de señal de audio.
3. Un aparato como el reivindicado en la reivindicación 1 o 2, en el que el mencionado componente de señal tiene una frecuencia en el rango de 200 Hz a 300 Hz.
4. Un aparato como el reivindicado en cualquier reivindicación precedente, en el que el sensor de presión genera una señal analógica, comprendiendo el aparato un convertidor analógico a digital (ADC) (26) dispuesto para recibir la señal analógica y para producir una correspondiente señal digital, el medio de detección (22) estando dispuesto para detectar el mencionado componente de señal en la mencionada señal digital correspondiente.
5. Un aparato como el reivindicado en la reivindicación 4, en el que el medio de detección está dispuesto para detectar el mencionado componente de señal en uno o más de los bits menos significativos de la señal ADC.
6. Un aparato como el reivindicado en una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el sensor de presión genera una señal analógica, comprendiendo el aparato un filtro (42) dispuesto para filtrar la mencionada señal correspondiente a la presión del fluido medida, con el fin de extraer el mencionado componente de señal; y un comparador (44) dispuesto para comparar la mencionada señal correspondiente a la presión del fluido medida, cuando está filtrada por el mencionado filtro, con una señal de referencia, y para generar una señal de comparador, estando el medio de detección dispuesto para detectar la mencionada componente de señal a partir de las características de la señal del comparador.
7. Un aparato como el reivindicado en la reivindicación 6, en el que el medio de detección (22) está dispuesto para detectar impulsos en la mencionada señal de comparador.
8. Un aparato como el reivindicado en la reivindicación 7, en el que el medio de detección (22) determina que el mencionado componente de señal está presente, mediante detectar un tren de dos o más impulsos en la mencionada señal del comparador.
9. Un dispositivo de monitorización de presión de neumático, que comprende el aparato de la reivindicación 1.
10. Un método para la detección de movimiento de una rueda que comprende un neumático que contiene fluido, el método comprendiendo medir la presión del mencionado fluido; generar una señal que indica la presión del fluido medida, caracterizado porque el método incluye además detectar un componente de señal de la mencionada señal, que corresponde a variaciones en la presión del mencionado fluido provocadas por vibraciones del neumático resultantes del contacto rodante entre el neumático y la superficie del suelo; y tras la detección del mencionado componente de señal, determinar que la rueda está en movimiento.
11. Un método como el reivindicado en la reivindicación 10, en el que la mencionada detección del componente de señal implica detectar un componente de señal de audio.
12. Un método como el reivindicado en la reivindicación 10 o 11, en el que la mencionada detección del componente de señal implica detectar un componente de señal que tiene una frecuencia en el rango de 200 Hz a 300 Hz.
13. Un producto de programa informático que comprende código de programa informático para hacer que un ordenador lleve a cabo el método de la reivindicación 10.
14. Un aparato como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el mencionado componente de la mencionada señal corresponde a variaciones en la presión del mencionado fluido, provocadas por una resonancia del fluido en el neumático, resultante del contacto rodante entre el neumático y una superficie del suelo.
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