ES2376046T3 - Sistema para indicar el estado de carga de un veh�?culo. - Google Patents

Sistema para indicar el estado de carga de un veh�?culo. Download PDF

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Abstract

Un sistema para indicar el estado de carga de un vehículo que tiene componentes de suspensión que comprende: un componente individual de suspensión (3, 17, 19) de un conjunto de suspensión de combinación de amortiguador de resorte enrollado, un conjunto de suspensión de resorte de hojas, un conjunto de suspensión de tipo de brazo trasero o un conjunto de suspensión de caucho; por lo menos un inclinómetro o acelerómetro (11) montado en el componente individual de suspensión (3, 17, 19), el inclinómetro o acelerómetro (11) se configura para medir una desviación angular de dicho componente de suspensión (3, 17, 19); un controlador (100) configurado para generar una señal de salida representativa del estado de carga del vehículo, en el que el controlador (100) se configura para utilizar la desviación angular medida para generar la señal de salida, y un dispositivo de salida sensorial para indicar el estado de carga en respuesta a la señal de salida del controlador (100).

Description

Sistema para indicar el estado de carga de un vehfculo.
La presente invenci6n es concerniente con un sistema y metodo para indicar el estado de carga de (por ejemplo) un vehfculo comercial.
5 Hay muchas razones para equipar a un vehfculo comercial un sistema de pesada para indicar el estado de carga (por ejemplo, seguridad de carga y optimizaci6n de carga). Los vehfculos motorizados comerciales estan disenados para hacer mover cantidades de materiales o bienes en caminos publicos. Los vehfculos estan sometidos por consiguiente a los intereses de autoridades locales, regionales o nacionales que estan particularmente interesadas en la sobrecarga del vehfculo que puede conducir a condiciones de manejo posiblemente peligrosas para el
10 operador y otros usuarios del camino. Otro interes surge desde la perspectiva de danos a caminos o puentes por el uso prolongado de vehfculos sobrecargados. El operador del vehfculo responsable tambien tiene necesidad de asegurar que la carga por viaje sea maximizada seguramente por razones comerciales.
Un vehfculo comercial esta compuesto comunmente de tres componentes principales por prop6sitos de descripci6n, es decir conjuntos de suspensi6n de multi-componentes, un chasis y una carrocerfa. Cada conjunto de suspensi6n
15 en sf mismo esta compuesto de un numero de componentes de suspensi6n tales como alojamientos de eje, vigas, muelles, componentes de amortiguaci6n y rodamientos. Bajo condiciones de carga, estos componentes de suspensi6n se moveran entre sf y tambien en relaci6n con el chasis o carrocerfa.
Los primeros sistemas de pesada para indicar la sobrecarga del eje o el vehfculo dependen de detectores que reaccionan al movimiento de uno de estos componentes en relaci6n con otro de estos componentes en el conjunto 20 de suspensi6n o uno de estos componentes en relaci6n con el chasis o carrocerfa. Estos primeros sistemas de pesada dependen por consiguiente de un dispositivo dinamico que es anexado ffsicamente a un numero de componentes que se mueven entre sf con el fin de indicar la posici6n relativa de un componente a otro. El dispositivo dinamico puede ser considerado como un dispositivo de dos (o mas) partes y la extensi6n a la cual las partes se mueven (o son afectadas por el movimiento de otras partes) puede ser relacionado con el peso de la carga. Uno de 25 tales dispositivos es revelado en US-A-6566864. Un sistema de pesada convencional de este tipo es afectado adversamente por las condiciones ambientales muy severas en los cuales es instalado y se requieren medidas especiales para habilitar el sellado o blindaje apropiado del dispositivo en servicio. El sistema de pesada es inherentemente susceptible a danos de objetos resilientes grandes atrapados o arrojados de una superficie del camino. Un dispositivo puede ser danado si el eje o rueda encuentra un evento de sobre-carrera viaje no observado
30 comunmente en servicio (tal como al viajar en una superficie particularmente deficiente o como resultado de colisi6n del vehfculo).
El documento EP-A-1 356 963 describe un sistema y un metodo para detectar la altura y de una bolsa de aire que soporta un bastidor de vehfculo en conjuntos de eje de vehfculo, en el que se utiliza un par de sensores de inclinaci6n para generar una senal de salida.
35 El documento WO 2006/043872 describe un sistema y un metodo de control de carga en eje que comprende unos medios de sensor de carga dispuestos en cada eje para detectar uno o varios parametros de indicaci6n de carga, particularmente la presi6n de aire en los fuelles de aire de un sistema de suspensi6n de aire.
Un objetivo de la invenci6n es proporcionar un sistema y un metodo para monitorizar e indicar el estado de carga de un vehfculo que tiene componentes de suspensi6n, que permite indicar el estado de carga utilizando un dispositivo
40 sensorial de salida y que evita las desventajas que normalmente se experimentan con los sistemas de la tecnica anterior (p. ej. desgaste mecanico).
Este objetivo se satisface mediante un sistema que tiene las caracterfsticas de la reivindicaci6n 1 y el metodo que tiene las caracterfsticas de la reivindicaci6n 7.
La presente invenci6n es concerniente con un sistema para indicar el estado de carga de un vehfculo que aprovecha
45 un transductor montado fntimamente sobre o anexado a un componente de suspensi6n de un conjunto de suspensi6n.
Asf, visto desde un aspecto, la presente invenci6n proporciona un sistema para indicar el estado de carga de un vehfculo que tiene componentes de suspensi6n que comprende:
un transductor montable sobre un solo componente de suspensi6n, de tal manera que una senal concerniente con la 50 desviaci6n angular del componente de suspensi6n puede ser generada; y
un controlador configurado para recibir la senal y generar una salida representativa del estado de carga del vehfculo.
El sistema de la invenci6n tiene la ventaja de que el transductor es montable sobre un solo componente de suspensi6n y no sufre las desventajas ocasionadas por escombros o fragmentos y es resiliente a los eventos de sobre-carrera. Tampoco hay desventajas como son experimentadas comunmente con sistema del arte previo
mediante lo cual el desgaste mecanico puede ser una deficiencia significativa y las porciones de conexi6n de dos o mas piezas requieren sellado.
Comunmente, el transductor es un dispositivo de medici6n de una pieza. En una realizaci6n preferida, el sistema comprende una pluralidad de dispositivos de una pieza, cada uno montable sobre un solo componente de suspensi6n (por ejemplo, cercano al eje del vehfculo). Preferiblemente, cada uno de la pluralidad de dispositivos de una pieza es montable sobre un componente de suspensi6n diferente. Preferiblemente, cada uno de la pluralidad de dispositivos de una pieza es montable sobre un componente de suspensi6n de un conjunto de suspensi6n diferente. Preferiblemente un dispositivo de una pieza es montable sobre un componente de suspensi6n de cada conjunto de suspensi6n (por ejemplo cada uno de los conjuntos de suspensi6n del lado desplazado y lado cercano, frontal y posterior).
El transductor puede ser un dispositivo estatico. El transductor es o incorpora un inclin6metro o aceler6metro. El transductor puede ser montable cerca del eje del vehfculo. El componente de suspensi6n es un componente de un conjunto de suspensi6n de hule o caucho, un conjunto de suspensi6n tipo brazo posterior, un conjunto de suspensi6n de muelle de hojas o un conjunto de suspensi6n de amortiguador de muelle enrollado.
El sistema puede incluir un dispositivo de referencia capaz de medir el angulo de inclinaci6n de la carrocerfa o chasis del vehfculo. Se puede usar el conocimiento del angulo de inclinaci6n del chasis o carrocerfa del vehfculo para ajustar el valor de los angulos medidos por los transductores para permitir el uso del sistema en el suelo que no esta nivelado (esto es, en una inclinaci6n).
El sistema comprende ademas preferiblemente por lo menos un dispositivo de referencia adaptado para generar una senal de referencia concerniente con la posici6n del vehfculo, en donde el controlador esta configurado adicionalmente para recibir la senal de referencia y adaptar la senal de salida representativa de estado de carga para tomar en cuenta la variaci6n en el o cada angulo de desviaci6n creado por la posici6n del vehfculo.
El (o cada) dispositivo de referencia esta equipado comunmente al vehfculo alejado del conjunto de suspensi6n. El (o cada) dispositivo de referencia puede ser equipado al chasis o carrocerfa del vehfculo. Comunmente, el (o cada) dispositivo de referencia esta equipado a una parte superior del chasis o carrocerfa del vehfculo.
Preferiblemente, la senal de salida del controlador activa un dispositivo de salida sensorial.
El sistema comprende ademas preferiblemente una pantalla. Preferiblemente la pantalla es el dispositivo de salida sensorial. Preferiblemente, la pantalla y el controlador estan integrados para formar una sola unidad. Preferiblemente, la pantalla es usada para programar el controlador.
El sistema puede estar configurado para detectar una alteraci6n. En una realizaci6n preferida, el controlador esta configurado para detectar si el vehfculo es sometido a una alteraci6n. Preferiblemente, la alteraci6n es el movimiento del vehfculo, carga del vehfculo o descarga del vehfculo.
Preferiblemente, el detector de alteraci6n esta adaptado para interrumpir la salida sensorial del dispositivo de supervisi6n durante la alteraci6n.
Preferiblemente, cada uno de una pluralidad de transductores es montable sobre un componente de suspensi6n diferente. Preferiblemente, cada uno de la pluralidad de transductores es montable sobre un solo componente de suspensi6n de un conjunto de suspensi6n diferente. Preferiblemente, un transductor es montable sobre un solo componente de suspensi6n de cada conjunto de suspensi6n (por ejemplo, de los conjuntos de suspensi6n del lado lejano y lado cercano, frontal y posterior).
Visto desde un aspecto adicional, la presente invenci6n proporciona un vehfculo de ruedas que tiene componentes de suspensi6n que comprende:
un sistema como se define anteriormente en la presente, en donde el transductor es montado sobre un componente de suspensi6n.
Preferiblemente, el transductor es montado cercano a un eje del vehfculo.
Preferiblemente, el vehfculo de ruedas comprende un conjunto de suspensi6n a cada uno de la esquina frontal del lado desplazado, esquema posterior del lado desplazado, esquina frontal del lado cercano y esquina posterior del lado cercano.
El dispositivo de transductor puede ser montado sobre (por ejemplo) un montante, muelle de hojas o brazo posterior del conjunto de suspensi6n. Comunmente, el transductor es montado fntimamente (por ejemplo, adherido o sujetado) sobre una cara superior del componente de suspensi6n.
En una realizaci6n preferida, el vehfculo tiene por lo menos dos conjuntos de suspensi6n frontales, cada conjunto de suspensi6n tiene por lo menos un componente de suspensi6n. Preferiblemente, el vehfculo tiene por lo menos dos
conjuntos de suspensi6n posteriores, cada conjunto de suspensi6n comprende por lo menos un componente de
suspensi6n. En una realizaci6n preferida, el transductor y/o dispositivo de referencia se comunican con el controlador en un canal inalambrico. Para este fin, el transductor o cada uno de los transductores, puede comprender un transmisor de senal y el controlador puede comprender un receptor de senal asociado. Asimismo, el dispositivo de referencia o cada uno de los dispositivos de referencia, puede comprender un transmisor de senal y el controlador puede comprender un receptor de senal asociado. El mismo receptor de senal puede ser usado para las senales del transductor y las senales del dispositivo de referencia.
Visto desde un aspecto adicional, la presente invenci6n proporciona un metodo para monitorizar la condici6n de carga de un vehfculo que tiene componentes de suspensi6n que comprende: monitorizar el angulo de desviaci6n del (o cada) componente de suspensi6n; y generar una senal de salida de un controlador que es representativa de la condiciones de carga.
Preferiblemente, el metodo comprende ademas: medir el angulo de tara de por lo menos un componente de suspensi6n utilizando un inclin6metro o aceler6metro montado sobre un solo componente de suspensi6n, almacenar el angulo en el controlador y ajustar un umbral inferior correspondiente al angulo de tara;
medir el angulo de carga del por lo menos un componente de suspensi6n utilizando un inclin6metro o aceler6metro montado sobre un solo componente de suspensi6n, almacenar el angulo en el controlador y ajustar un umbral superior correspondiente al angulo de carga;
comparar el angulo de desviaci6n con el umbral superior e inferior y usar la comparaci6n para determinar la carga condici6n; y generar una senal de salida del controlador cuando ya sea uno u otro del umbral superior o inferior es obtenido. Preferiblemente, el metodo comprende ademas:
medir la posici6n del vehfculo utilizando un dispositivo de referencia montado sobre el vehfculo; el controlador que recibe la senal de referencia y ajusta el angulo de tara y el angulo de carga para el o cada componente de suspensi6n para tomar en cuenta la posici6n del vehfculo antes de la carga del vehfculo.
En una realizaci6n preferida, el vehfculo tiene por lo menos dos conjuntos de suspensi6n frontales, cada conjunto de
suspensi6n tiene por lo menos un componente de suspensi6n, el metodo comprende ademas: generar una senal de salida del controlador que es representativa de la condici6n de carga con referencia a los conjuntos de suspensi6n frontales solamente.
En una realizaci6n preferida, el vehfculo tiene por lo menos dos conjuntos de suspensi6n posteriores, cada conjunto de suspensi6n que comprende por lo menos un componente de suspensi6n, el metodo comprende ademas las etapas de:
generar una senal de salida del controlador que es representativa de la condici6n de carga con referencia a los conjuntos de suspensi6n posteriores solamente. Preferiblemente, el metodo comprende ademas: ajustar un valor intermedio, el valor del umbral intermedio es de entre 30% y 98% del valor del umbral superior; y,
el controlador que genera una senal de salida cuando el angulo de desviaci6n llega a un punto de umbral intermedio. Particularmente de preferencia, el valor del umbral intermedio es de entre 40% y 98% del valor del umbral superior, mas preferiblemente entre 50% y 98% del valor en el umbral superior, todavfa mas preferiblemente entre 60% y 98% del valor del umbral superior (comunmente 80% del valor del umbral superior).
Preferiblemente, el metodo comprende ademas:
monitorizar el angulo de desviaci6n de por lo menos un componente de suspensi6n a dos intervalos de tiempo separados; determinar la diferencia de los angulos de desviaci6n de los dos intervalos de tiempo separados; y
el controlador que genera una senal de alteraci6n que indica aquel movimiento es detectado si la diferencia es mayor que una cantidad predeterminada.
Preferiblemente, el metodo comprende ademas:
el controlador toma muestras del angulo de desviaci6n a intervalos discretos y almacena los datos muestrados como n conjuntos de muestra, cada uno comprende un numero de muestras, en donde n es un numero entero; y
el controlador genera una senal de alteraci6n que indica que el movimiento es detectado si la diferencia entre dos conjuntos de muestra sucesivos es mayor que un valor predeterminado.
De acuerdo con la invenci6n, el estado de carga o condici6n de carga del vehfculo puede ser la carga o el peso de carga aplicado. Peso grueso del vehfculo o peso de eje. De acuerdo con la invenci6n, el estado de carga del vehfculo puede ser funci6n de la maxima plena carga o sobrecarga.
La invenci6n sera ahora descrita de manera no limitante solamente como ejemplo y con referencia a las figuras adjuntas en las cuales:
La Figura 1 es una vista de un conjunto de suspensi6n de vehfculo combinado de amortiguador de muelle helicoidal convencional.
La Figura 2 una vista de un dispositivo de monitoreo de suspensi6n convencional que depende de un montaje de dos puntos.
La Figura 3 es una vista del dispositivo de monitoreo de suspensi6n convencional de la Figura 2 bajo una carga del vehfculo incrementada.
La Figura 4 una vista de una primera realizaci6n de la presente invenci6n montadas sobre un conjunto de suspensi6n de amortiguador de muelle.
La Figura 5 una vista de un muelle de bolsa de aire con conjunto de suspensi6n amortiguador remoto.
La Figura 6 una vista de una segunda realizaci6n de la presente invenci6n montada sobre un conjunto de suspensi6n de muelle de hojas.
La Figura 7 una vista de una tercera realizaci6n de la presente invenci6n montada sobre un conjunto de suspensi6n de hule o caucho.
Las Figuras 8 y 8.1 muestran una vista esquematica respectiva de dos realizaci6nes de la presente invenci6n.
La Figura 9 un diagrama de flujo que ilustra la operaci6n de una realizaci6n de la invenci6n.
Las Figuras 10 y 10.1 muestran un diagrama de flujo que ilustra la instalaci6n, calibraci6n y operaci6n de una realizaci6n de la invenci6n.
En la Figura 1 se ilustra una disposici6n de componentes comunes a muchos vehfculos. El suelo (1) es mostrado en secci6n soportando una rueda (2) en una esquina de un vehfculo. Los componentes impulsores son omitidos por claridad. La rueda (2) es anexada al vehfculo por un centro o cubo (7) que es soportado por un conjunto de amortiguador de muelle (6) y montantes (3) (solamente uno de los cuales es mostrado por claridad). El conjunto de amortiguador de muelle (6) y montantes (3) que son componentes del conjunto de suspensi6n tienen rodamientos en cada extremo que permiten el movimiento restringido del cubo (7). Estos rodamientos son anexados a puntos sobre un chasis (4) o carrocerfa (5) del vehfculo dependiendo del diseno del vehfculo.
En la figura 2, se muestra un sistema de pesada convencional equipado a un conjunto de suspensi6n ilustrado en la Figura 1. El sistema de pesada consiste de dos partes (9) y (10) acopladas fntimamente de manera conjunta. La parte (9) es conectada al chasis del vehfculo (4) mediante una parte de accesorio apropiada (8). La parte (10) es equipada al montante (3). Las partes (9) y (10) son equipadas a sus respectivos soportes mediante rodamientos. La interacci6n relativa de las dos partes (9) y (10) es caracterfstica del movimiento del chasis del vehfculo (4) en relaci6n con la conjunto de suspensi6n.
La Figura 3 muestra el mismo conjunto de suspensi6n ilustrado en la Figura 2 pero bajo una carga del vehfculo incrementada. La posici6n del montante (3) en relaci6n con el chasis (4) o carrocerfa (5) del vehfculo ha cambiado y el conjunto de amortiguador de muelle (6) se ha reducido en longitud. Es claro que las partes (9) y (10) son dinamicas y se mueven una relaci6n a la otra dentro de sf mismas (o de otra manera) o se imparten fuerzas entre sf. El movimiento relativo o estas fuerzas pueden provocar problemas con entrada de material indeseable a las partes m6viles o eventos de sobre-carrera. Tambien es evidente que al ser equipadas en un medio ambiente abierto, estas partes estan potencialmente en riesgo de danos de cuerpos extranos resilientes desconocidos arrojados del camino a mayor velocidad.
Las realizaciones ilustradas en las Figuras 4-9 y descritas posteriormente en la presente siempre que sea posible, tienen numeraci6n comun con las Figuras 1-3.
La Figura 4 ilustra una primera realizaci6n de la presente invenci6n equipada al conjunto de suspensi6n ilustrado en las Figuras 2 y 3. La realizaci6n es un sistema de pesada que comprende un transductor (11) montado fntimamente sobre o adherido a un montante (3) y un dispositivo de referencia (12) para monitorizar la inclinaci6n del chasis (4) o carrocerfa (5) montado remotamente de los componentes de suspensi6n. Un dispositivo de supervisi6n (no mostrado en las figuras) monitorea los transductores (11, 12). De un conocimiento de las salidas de senal en varias posiciones fijas (establecidas al equipar y verificaciones de instalaci6n subsecuentes), el dispositivo de supervisi6n es apto de inferir el estado de carga o de sobrecarga de un vehfculo en servicio. El dispositivo de referencia (12) modera el comportamiento del dispositivo de supervisi6n con el fin de tomar en cuenta el uso del vehfculo en una inclinaci6n.
La Figura 5 no es una realizaci6n de la presente invenci6n.
La Figura 6 ilustra una segunda realizaci6n de la presente invenci6n equipada a un conjunto de suspensi6n de muelle de hojas. El cubo (7) es conectado al muelle de hojas (17) mediante monturas y pernos en U (15). El muelle de hojas (17) es retenido en su lugar sobre el chasis (4) mediante un conjunto de pernos y grilletes (16, 18) que restringen el movimiento del muelle (17). El transductor (11) es montado fntimamente sobre el muelle de hojas (17).
La Figura 7 ilustra una tercera realizaci6n de la presente invenci6n equipada a un conjunto de suspensi6n tipo brazo posterior o de caucho o hule. El ultimo utiliza un brazo corto (19) para soportar el cubo (7). El brazo corto (19) esta restringido para moverse mediante soportes de hule o caucho que reaccionan al movimiento de brazo corto (19) en relaci6n con el chasis (4).
En todas estas Figuras, el cableado electrico necesario y cualquier tren de potencia o componentes de arbol impulsor son omitidos por prop6sitos de claridad.
La Figura 8 muestra una disposici6n ffsica esquematica de una realizaci6n de la presente invenci6n. Un transductor
(11) es montado sobre un componente de suspensi6n de cada rueda. Los transductores (11) estan en comunicaci6n electrica con el controlador vfa un dispositivo de referencia (12) y una unidad de fuente de alimentaci6n (101).
Los transductores (11) en esta realizaci6n incorporan un inclin6metro y la capacidad de generar una senal de salida de acuerdo con el angulo medido. Los transductores (11) de esta naturaleza son bien conocidos en el arte. Un ejemplo de tal transductor es un aceler6metro/inclin6metro de eje doble de Analog Devices ADXL203.
El dispositivo de referencia (12) mide la posici6n del vehfculo. Si el vehfculo esta en una inclinaci6n, ya sea longitudinal o latitudinalmente, el desplazamiento experimentado por los componentes de suspensi6n puede ser tomado en cuenta y los valores de umbral asociados (descritos posteriormente en la presente) ajustados de conformidad. El dispositivo de referencia (12) comprende por consiguiente un par de inclin6metros mantenidos en una relaci6n ortogonal de tal manera que el desplazamiento longitudinal y angular latitudinal con respecto al nivel puede ser determinado. El dispositivo de referencia tambien contiene circuitos de tal manera que el procesamiento de senales puede ser efectuado sobre las senales concernientes con la posici6n del vehfculo y los angulos del componente de suspensi6n con el fin de incorporarlos a una sola senal de salida para que el controlador (100) reciba vfa la salida de energfa. El experimentado en el arte apreciara que esta es una cuesti6n de conveniencia en lugar de necesidad y que el procesamiento de senales puede tomar lugar en el controlador.
El controlador (100) comprende un microprocesador y alguna memoria, de tal manera que el microprocesador puede ser programado con algoritmos apropiados para recibir y manipular la senal del dispositivo de referencia con el fin de producir la salida requerida representativa de la condici6n de carga. Los elementos de programaci6n/algoritmos utilizados para esta operaci6n requieren operaciones estandar que serfan familiares para el experimentado en el arte. La senal de salida generada por el controlador (100) puede ser usada por un dispositivo sensorial tal como una luz estrobosc6pica centellante o sirena que son conectados vfa la entrada/salidas de expansi6n como son conectadas a la unidad de fuente de alimentaci6n (101). Hay una unidad de pantalla incorporada al controlador (100). La indicaci6n de la unidad de pantalla puede ser usada para mostrar la condici6n de carga a, por ejemplo, la persona que carga el vehfculo o conductor al producir un mensaje apropiado sobre la pantalla tal como mostrar el porcentaje de los valores de umbral de la condici6n de carga. La unidad de pantalla puede ser usada como una interfase de programaci6n para programar el controlador (100). La pantalla es provista con un numero de botones de contacto correspondiente a varias opciones de menu presentadas sobre la pantalla, mediante lo cual se presentara al operador un primer menu despues de energizar el sistema. Numerosos menus de navegaci6n permitiran al usuario programar el controlador para varios tipos diferentes de transductores (11) y para varios vehfculos diferentes en las opciones de configuraci6n en la memoria del controlador.
Un ejemplo de este tipo de pantalla con controlador integral es un Vansco modelo numero VMD1216A. Esta es una unidad disponible comercialmente que se comunica utilizando el protocolo de red de area de control (CAN) que es bien conocido en el arte para tales aplicaciones. El VMD1216A comprende un microcontrolador C164 de Infinian,
memoria instantanea de 512 kb (re-programable sin desmontaje), 128 kb de RAM y 8 kb de EEPROM. Tambien comprende cinco botones de entrada en la cara de la unidad para programar el controlador (100).
En la realizaci6n de acuerdo con la Figura 8, las senales de los transductores (11) y el dispositivo de referencia (12) son transmitidas al controlador (100) en cables. La Figura 8.1 muestra una realizaci6n alternativa en la cual los transductores (11), el dispositivo de referencia (12), la unidad de fuente de alimentaci6n (101) y el controlador (100) se comunican vfa uno o mas canales inalambricos. Ejemplos de tales canales de comunicaci6n inalambricos son WiFi, ZigBee, redes inalambricas patentadas y los semejantes. Bandas de frecuencia apropiadas incluyen, por ejemplo ISM 866 MHz, ISM 915 MHz (EUA) o ISM banda 2.4 GHz. En principio, cualquier radiaci6n electromagnetica o no electromagnetica puede ser usada para la comunicaci6n inalambrica. Por ejemplo, cada uno de los transductores (11) puede comprender un radiotransmisor con una antena asociada. Tambien el dispositivo de referencia (12) puede comprender un radiotransmisor con una antena asociada. Correspondientemente, la unidad de fuente de alimentaci6n (101) o el controlador (100) puede comprender un radioreceptor con una antena asociada.
La Figura 9 es un diagrama de flujo que ilustra la operaci6n de una realizaci6n de la invenci6n. Cada uno de los transductores (1l) que son montados sobre los componentes de suspensi6n movibles como se muestra en las figuras 4, 5, 6 y 7 comprenden un inclin6metro para medir el desplazamiento angular del componente de suspensi6n. El transductor (11) produce y emite una senal correspondiente a la desviaci6n angular medida. Esta es usada por el controlador (100) para generar una senal representativa de la condici6n de carga del vehfculo tal como es concerniente con la desviaci6n angular del componente de suspensi6n. Para poner la desviaci6n angular en contexto, un primer conjunto de valores de umbral para la desviaci6n angular experimentada por el componente de suspensi6n es obtenida, esto es, el angulo del componente de suspensi6n es medido en tanto que el vehfculo esta vacfo y en tanto que esta portando una plena carga (el llamado angulo de tara y angulo de carga, respectivamente). Estas mediciones son llevadas a cabo en el suelo plano y los neumaticos deben estar inflados apropiadamente. Una vez que el angulo de tara y el angulo de carga han sido medidos, la senal de salida correspondiente del o cada transductor (11) es alimentada al controlador. El controlador (100) define una relaci6n entre el peso de tara del vehfculo (que ha sido previamente medida y cargada al controlador) y el angulo de tara. Se hace lo mismo para el peso de carga y el angulo de carga. El valor del angulo de tara es ajustado como el umbral de tara o punto de 0%. El valor del angulo de carga es ajustado a un punto de umbral superior o punto del 100%. Hay un umbral inferior adicional que es ajustado comunmente entre 60% y 98% y mas comunmente ajustado a 80% del umbral superior. Utilizando estos puntos de ajuste, el controlador (100) puede atribuir un desplazamiento angular con un porcentaje de carga. A medida que el vehfculo es cargado con una carga, la condici6n de carga puede ser monitoreada continuamente por el controlador y una senal de salida generada cuando el umbral superior ha sido alcanzado para un componente de suspensi6n dado. Esta realizaci6n puede tambien detectar si hay cualquier alteraci6n continua durante el monitoreo de la condici6n de carga para indagar si se ha detenido la carga del vehfculo. Esto se lleva a cabo al detectar cualquier alteraci6n en el desplazamiento angular en los componentes de suspensi6n al comparar los valores promedio de los desplazamientos angulares a diferentes intervalos de tiempo. El vehfculo esta todavfa siendo cargado, se genera una senal por el controlador para indicar que una condici6n de carga no puede ser determinada apropiadamente.
Con referencia a la Figura 10 y 10.1, la instalaci6n, calibraci6n y operaci6n del dispositivo seran descritas en mas detalle.
Instalaci6n (201-207): La primera etapa es indagar si los transductores (11) han sido instalados electr6nicamente (en lugar de mecanicamente) (201). Cada vez que un nuevo tipo de transductor (11) es usado debe ser registrado con el controlador con el fin de que el controlador sea configurado apropiadamente para a senal de salida apropiada del transductor. La instalaci6n es obtenida al seleccionar el numero de modelo del transductor disponible comercialmente (11) de una lista pre-programada mantenida en la memoria del controlador. Esto se hace al utilizar el proceso de selecci6n de menu descrito anteriormente.
Tambien es necesario identificar cual rueda/conjunto de suspensi6n en el cual el transductor (11) esta colocado (por ejemplo, el lado alejado frontal) y la orientaci6n del transductor (11). La orientaci6n se refiere a la posici6n del transductor (11) en relaci6n con el eje longitudinal del chasis del vehfculo. Por ejemplo, en la Figura 9, los dos transductores mas a la derecha (11) son representados por estar en lfnea con el eje longitudinal del vehfculo mientras que los transductores mas a la izquierda (11) son perpendiculares para el eje longitudinal del vehfculo. Una vez que esto se ha establecido, es necesario decidir si se requiere calibraci6n (207).
Calibraci6n (209-221): La calibraci6n es necesaria para ajustar los valores de umbral superior e inferior para el sistema. Es requerida despues de cualquier mantenimiento en el sistema o el vehfculo, tal como por ejemplo el reemplazo de un componente de suspensi6n o transductor. El prop6sito de calibraci6n es medir el desplazamiento angular del vehfculo cargado y sin carga con el fin de tener un marco de referencia dentro del cual el sistema puede operar. Los valores de tara, umbral superior e inferior corresponden al desplazamiento angular del componente de suspensi6n cuando el vehfculo no tiene carga, tiene una carga maxima y entre 60% y 98% (mas comunmente 80%) del umbral superior respectivamente. En (209) los pesos del eje sin carga son introducidos al controlador y el desplazamiento angular del componente de suspensi6n es medido para dar el angulo de tara del vehfculo. Este valor es luego almacenado (213) para referencia futura. Luego el vehfculo es cargado a su peso de carga maxima
que es obtenida al cargar el vehfculo sobre un puente de pesada (o cojinetes de pesada) antes de medir el desplazamiento angular de los componentes de suspensi6n (217) y almacenar estos valores en el controlador. La etapa de calibraci6n final (221) es ajustar un punto de alarma para ambos de los ejes y el peso grueso del vehfculo.
Operaci6n (223-263): En operaci6n, el controlador efectua ciclos a traves de un ciclo continuo mediante lo cual los valores de los transductores posteriores (11) y transductores frontales (11) son monitoreados continuamente y se determina su condici6n. La primera etapa es tomar los valores de los transductores posteriores (11) (223) y usar el controlador para calcular un porcentaje de carga para el eje posterior cuando es comparado con el umbral superior para el eje posterior (227). La siguiente etapa es despejar el sistema de advertencia de detecci6n de movimiento (225). Despues de calcular la carga para el eje posterior como un porcentaje (227), el valor es puesto a traves del filtro de movimiento con el fin de indagar si el vehfculo esta todavfa siendo cargado (229). El filtro de movimiento es un filtro de promediaci6n usado para comparar el valor de los desplazamientos angulares tomados en dos intervalos de tiempo separados. El controlador toma muestras de desplazamiento angular en un perfodo de tiempo y almacena estos valores en un conjunto de muestras que comprende n muestras (en donde n es un numero entero). Al comparar la diferencia en el promedio de dos conjuntos de muestras con un valor predeterminado, se puede detectar la presencia de movimiento. El tamano de los conjuntos de muestras y el valor del valor predeterminado son dependientes de las propiedades dinamicas del vehfculo en cuesti6n. Los factores a ser considerados son la cantidad de desviaci6n y la frecuencia de oscilaci6n a ser tomada en cuenta. Si el porcentaje de carga para la parte posterior no pasa a traves de los lfmites del filtro de movimiento, se muestra una advertencia en la unidad de pantalla (100) y el controlador regresa a la etapa (223) para leer los valores del transductor posterior otra vez. Este proceso es repetido hasta que el detector de movimiento confirma que no hay ninguna alteraci6n adicional en el vehfculo como resultado de la carga despues de tal tiempo el controlador captura los valores de los transductores frontales (231) y calcula el porcentaje de carga para el eje frontal (233). El valor del porcentaje para el eje frontal es alimentado a traves del filtro de movimiento y si se exceden los lfmites, el sistema de advertencia de detecci6n de movimiento de la unidad de pantalla (100) es activado y el controlador regresa a la etapa (223). Este proceso es repetido otra vez hasta que el porcentaje de carga para el eje frontal pasa a traves del filtro de movimiento. Luego el controlador calcula el porcentaje de carga total del vehfculo en base a las cargas de eje frontal y posterior antes de pasar el valor a traves del filtro de movimiento. Si el valor no pasa a traves del filtro de movimiento, la unidad de pantalla (100) muestra advertencia de detecci6n de movimiento y el controlador regresa a la etapa (223). Sin embargo, si el valor pasa a traves del filtro de movimiento, el controlador compara los valores de carga a los puntos de ajuste de alarma que corresponden a los valores de umbral para los lfmites superiores como se ajustan en (221). Si se ha alcanzado el punto de ajuste de alarma posterior (241), el controlador verifica si la pantalla esta mostrando la advertencia de detecci6n de movimiento. Si lo esta, el controlador regresa a la etapa (223). Si no, se activa la salida de alarma de sobrecarga de la unidad de pantalla (257) y se hace sonar un zumbador (259). Habiendo hecho sonar la alarma, el controlador regresa a la etapa (223) vfa (261). El mismo proceso es repetido para el punto de ajuste de alarma frontal y el punto de ajuste de alarma total (243, 245). Si los puntos de ajuste de alarma no han sido alcanzados para ya sea el porcentaje posterior, frontal o total de valores de carga del vehfculo, entonces el controlador procede a la etapa (247). Luego se ejecuta una comparaci6n del porcentaje de carga al umbral inferior posterior. Si el controlador detecta que el umbral inferior ha sido excedido, la unidad de pantalla es verificada para indagar si se mostr6 la advertencia de detecci6n de movimiento. Si el sistema de advertencia de detecci6n de movimiento es activado, el controlador regresa a la etapa (263). Si la advertencia de detecci6n de movimiento no es mostrada, entonces, el sistema de sobrecarga de cerca de la sobrecarga es activado provocando que se haga sonar una sirena de cerca de la sobrecarga. Si por otra parte, el umbral inferior no es excedido en cualquiera de los posteriores, entonces se hace una verificaci6n para indagar si la unidad de pantalla (100) esta mostrando la advertencia de detecci6n de movimiento otra vez. Si no, entonces la unidad de pantalla (100) senala que la carga es segura. Si hay movimiento detectado, entonces el controlador (100) regresa a la etapa (263). Este proceso es repetido para los valores de porcentaje de carga frontal y total.

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un sistema para indicar el estado de carga de un vehfculo que tiene componentes de suspensi6n que comprende:
    un componente individual de suspensi6n (3, 17, 19) de un conjunto de suspensi6n de combinaci6n de amortiguador de resorte enrollado, un conjunto de suspensi6n de resorte de hojas, un conjunto de suspensi6n de tipo de brazo trasero o un conjunto de suspensi6n de caucho;
    por lo menos un inclin6metro o aceler6metro (11) montado en el componente individual de suspensi6n (3, 17, 19), el inclin6metro o aceler6metro (11) se configura para medir una desviaci6n angular de dicho componente de suspensi6n (3, 17, 19);
    un controlador (100) configurado para generar una senal de salida representativa del estado de carga del vehfculo, en el que el controlador (100) se configura para utilizar la desviaci6n angular medida para generar la senal de salida, y
    un dispositivo de salida sensorial para indicar el estado de carga en respuesta a la senal de salida del controlador (100).
  2. 2.
    Un sistema segun la reivindicaci6n 1 que comprende ademas:
    por lo menos un dispositivo de referencia (12) adaptado para generar una senal de referencia relacionada con la posici6n del vehfculo, en el que el controlador (100) se configura ademas para recibir la senal de referencia y adaptar la senal de salida representativa del estado de carga para tener en cuenta la variaci6n de cada angulo de desviaci6n creado por la posici6n del vehfculo.
  3. 3.
    Un sistema segun la reivindicaci6n 1 o 2 en el que el dispositivo de salida sensorial comprende un display configurado para mostrar el estado de carga del vehfculo.
  4. 4.
    Un sistema segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el dispositivo de salida sensorial comprende una luz estrobosc6pica intermitente, una sirena o un zumbador.
  5. 5.
    Un sistema segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el controlador (100) se configura para comparar la desviaci6n angular de dicho componente de suspensi6n (3, 17, 19) con un umbral predeterminado y generar la senal de salida cuando la desviaci6n angular alcanza el umbral predeterminado.
  6. 6.
    Un sistema segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el inclin6metro o aceler6metro (11) comprende un transmisor inalambrico de senal y en el que el controlador (100) comprende un receptor inalambrico asociado de senal de tal manera que el inclin6metro o aceler6metro (11) y el controlador (100) pueden comunicarse por un canal inalambrico.
  7. 7.
    Un metodo de supervisi6n del estado de carga de un vehfculo que tiene componentes de suspensi6n, que comprende:
    monitorizar un angulo de desviaci6n de por lo menos un componente de suspensi6n (3, 17, 19) de un conjunto de suspensi6n de combinaci6n de amortiguador de resorte enrollado, un conjunto de suspensi6n de resorte de hojas, un conjunto de suspensi6n de tipo brazo trasero o un conjunto de suspensi6n de caucho que utiliza un inclin6metro o aceler6metro (11) montado en dicho componente individual de suspensi6n (3, 17, 19), y
    generar una senal de salida que es representativa del estado de carga, en el que el angulo supervisado de desviaci6n se utiliza para generar la senal de salida;
    en el que un dispositivo de salida sensorial indica el estado de carga en respuesta a la senal de salida.
  8. 8.
    Un metodo segun la reivindicaci6n 7 en el que el dispositivo de salida sensorial muestra el estado de carga del vehfculo.
  9. 9.
    Un metodo segun la reivindicaci6n 7 u 8 en el que el dispositivo de salida sensorial muestra o hace sonar una advertencia de sobrecarga.
  10. 10.
    Un metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9 que comprende ademas,
    comparar el angulo de desviaci6n con un umbral predeterminado y generar la senal de salida cuando el angulo de desviaci6n alcanza el umbral predeterminado.
  11. 11.
    Un metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10 que comprende ademas,
    medir, mientras el vehfculo esta vacfo, un angulo de tara de dicho por lo menos un componente de suspensi6n (3, 17, 19) utilizando dicho inclin6metro o aceler6metro (11) y almacenar dicho angulo de tara;
    medir, mientras el vehfculo esta llevando una carga completa, un angulo de carga de dicho por lo menos un componente de suspensi6n (3, 17, 19) utilizando dicho inclin6metro o aceler6metro (11), almacenar dicho angulo de 5 carga y establecer un umbral superior que corresponde a dicho angulo de carga; y
    comparar, a medida que el vehfculo se carga con una carga, el angulo de desviaci6n con el umbral superior y generar una senal de salida cuando se alcanza el umbral superior.
  12. 12. Un metodo segun la reivindicaci6n 11 que comprende ademas, medir la posici6n del vehfculo utilizando un dispositivo de referencia (12) montado en el vehfculo;
    10 ajustar el angulo de tara y el angulo de carga para dicho por lo menos un componente de suspensi6n (3, 17, 19) para tener en cuenta la posici6n del vehfculo, utilizando una senal generada por dicho dispositivo de referencia (12).
  13. 13. Un metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 11 a 12 que comprende ademas, establecer un umbral intermedio, el valor del umbral intermedio esta entre el 30% y 98% del valor del umbral
    superior; y 15 generar una senal de salida cuando el angulo de desviaci6n alcanza el punto umbral intermedio.
  14. 14. Un metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 7 a 13 que comprende ademas:
    monitorizar el angulo de desviaci6n de dicho por lo menos un componente de suspensi6n (3, 17, 19) en dos intervalos separados de tiempo; determinar la diferencia de los angulos de desviaci6n de los dos intervalos de tiempo separados; y
    20 generar una senal de perturbaci6n que indica que se detecta movimiento si la diferencia es mayor que una cantidad predeterminada.
  15. 15. Un metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 7 a 13 que comprende ademas,
    muestrear el angulo de desviaci6n a intervalos discretos y almacenar los datos muestreados como n conjuntos de muestras, cada uno comprendiendo una serie de muestras, donde n es un entero; y
    25 generar una senal de perturbaci6n que indica que se detecta movimiento si la diferencia entre dos conjuntos sucesivos de muestras es mayor que un valor predeterminado.
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