ES3048997T3 - Method for ascertaining the load applied to a pneumatic tyre while rolling - Google Patents

Abstract

Español Se describe un método para determinar la carga aplicada a un neumático, comprendiendo el método los siguientes pasos: - fijar un sensor al neumático para generar una aceleración relativa a una línea normal a la corona; - adquirir (201) una señal temporal SigTDR (101) que incluye la amplitud de la aceleración mientras rueda; - determinar una velocidad Wreference (202) asociada a una porción de la señal SigTDR; - normalizar (203) la porción de la señal SigTDR por una magnitud que es una función F proporcional al cuadrado de Wreference; - remuestrear angularmente (204) la porción de la señal SigTDR; - definir (205) una densidad de energía S, por medio de un umbral A o una magnitud espectral β, por análisis espectral sobre la base de la señal normalizada remuestreada SigTDR; - identificar (206) la deformación Def% como una función G de S o de β; - identificar (207) la carga Z por la función H de Def%. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0003] Procedimiento para obtener la carga de un neumático durante la circulación

[0005] Campo de la invención

[0007] La presente invención se refiere al campo de las señales de medición emitidas por medios de medición incorporados en el conjunto montado de un vehículo terrestre durante la circulación, con el fin de determinar la carga estática aplicada al conjunto montado.

[0009] Antecedentes tecnológicos

[0011] Los recientes avances en los conjuntos montados conectados que miden magnitudes físicas del conjunto montado mediante sensores integrados en el conjunto montado permiten determinar el estado del conjunto montado y, por lo tanto, abren la puerta a desarrollos de servicios relacionados con la supervisión del estado del conjunto montado. Si bien las magnitudes generales medidas, tales como la presión de inflado del conjunto montado o la temperatura de dicho conjunto, son poco sensibles a los ruidos de medición generados por la rotación del conjunto montado sobre un suelo de rugosidad aleatoria, ya que estas magnitudes generales varían poco durante la rotación del conjunto montado, otras magnitudes más precisas son muy sensibles a los fenómenos físicos relacionados con la rotación del conjunto montado. Además, el conjunto montado está sometido a esfuerzos externos, como la carga estática o la presión de inflado. Otros se aplican en todo momento y, en particular, en estado estático, como la carga. Estos esfuerzos aplicados pueden influir en las magnitudes precisas que se desean medir. Por último, los nuevos servicios requieren limpiar las magnitudes físicas medidas directamente antes de recopilar la información útil de las señales de medición, como la carga estática de la cubierta neumática.

[0013] El documento FR3105759 A1 describe un método para determinar la carga de un neumático en condiciones de circulación utilizando un sensor fijado a la cubierta del neumático.

[0015] Uno de los objetivos de la invención que se describe a continuación es resolver los problemas de perturbación de las señales de medición registradas por un sensor, con el fin de recopilar únicamente una medición limpia de las perturbaciones de determinados fenómenos físicos, con el objetivo de obtener una magnitud escalar de la carga estática de la cubierta neumática.

[0017] Para comprender mejor la invención, en este caso, se entiende por direcciones circunferencial S, axial A y radial R, las direcciones definidas con respecto al punto de referencia giratorio de la cubierta neumática alrededor de su eje de rotación natural. La dirección radial R es la dirección que se aleja perpendicularmente del eje de rotación natural. La dirección axial A es la dirección paralela al eje de rotación natural. Por último, la dirección circunferencial S forma un triángulo rectángulo con las direcciones radial y axial predefinidas.

[0019] Descripción de la invención

[0021] La invención se refiere a un método para obtener la carga aplicada a una cubierta neumática. La cubierta neumática se encuentra montada sobre una rueda para formar un conjunto montado en condiciones de circulación a una velocidad de rotación W. La cubierta neumática tiene un vértice, destinado a estar en contacto con el suelo, que gira alrededor de un eje natural de rotación. El método comprende las siguientes etapas:

[0023] - fijar al menos un sensor en la cubierta neumática, en la parte superior de la cubierta neumática, capaz de generar al menos una señal de salida sensible a la aceleración en la dirección normal a la parte superior, experimentada por dicho sensor en la cubierta neumática;

[0024] - adquirir al menos una primera señal temporal Señ que comprenda al menos la amplitud de la al menos una señal de salida durante la circulación;

[0025] - delimitar la primera señal en un número NGDR de giros de rueda, siendo NGDR mayor o igual a 1, con el fin de construir una señal de giro de rueda SeñGDR;

[0026] - determinar al menos una velocidad de referencia Wreferencia asociada a al menos una parte de la señal de giro de rueda SeñGDR;

[0027] - normalizar la al menos una parte de la señal de giro de rueda SeñGDR mediante una magnitud que es una función F proporcional al cuadrado de la velocidad de referencia Wreferencia, sobre un número de giros de rueda N'GDR, siendo N'GDR mayor o igual a 1;

[0028] - remuestrear angularmente la al menos una parte de la señal de giro de rueda SeñGDR;

[0029] - definir al menos una primera densidad de energía S a partir de la al menos una parte de la señal de giro de rueda SeñGDR normalizada remuestreada angularmente utilizando un umbral A o; si el paso angular es fijo, al menos una magnitud espectral a partir de la señal espectral espect(Señ) de la al menos una parte de la señal de giro de rueda SeñGDR normalizada y remuestreada angularmente;

[0030] - identificar la deformación de la cubierta neumática Def% como una función G de la al menos una primera densidad de energía S o de la al menos una magnitud espectral;

[0031] - definir la carga Z aplicada al conjunto montado mediante una función biyectiva H que incluye al menos como variable la deformación de la cubierta neumática Def%.

[0033] La señal recuperada del sensor es la amplitud temporal de la aceleración del sensor durante la circulación del conjunto montado en las condiciones indicadas en la dirección normal en la parte superior. De este modo, se visualizan en la señal adquirida las variaciones de amplitud en una parte del giro de rueda de la cubierta neumática, entre las que se encuentran potencialmente las asociadas al paso por el área de contacto por la parte de la cubierta neumática donde está fijado el sensor, pero también las asociadas a otras zonas específicas del giro de rueda, como la correspondiente al sector angular opuesto al área de contacto, que es sensible a la contradeflexión, o las correspondientes a los sectores angulares situados a 90 grados del área de contacto con respecto al eje de rotación. En todas estas zonas, se pueden observar variaciones en el movimiento del sensor, de tipo acelerométrico, en la señal de salida, dependiendo de la sensibilidad del sensor.

[0035] A la primera señal adquirida se le asocia una velocidad de referencia que puede identificarse en esta primera señal o proceder de otra fuente, como otra señal o la salida de una magnitud de un sistema externo al conjunto montado. Esta velocidad de referencia se asocia obligatoriamente al mismo marco temporal que la parte de la primera señal. Esta velocidad de referencia se utiliza para normalizar la amplitud de la primera señal mediante una función F cuya variable es la velocidad de referencia. La función F es la función potencia al cuadrado. En función de la dependencia de la amplitud de la señal del sensor con respecto a la velocidad de referencia, si esta dependencia se percibe como una señal parásita de la deformación de la cubierta neumática, se lleva a cabo la normalización de la señal del sensor. De este modo, la primera señal normalizada se independiza de dicha velocidad de referencia. Por ejemplo, esta velocidad de referencia puede ser la velocidad de rotación del conjunto montado o la velocidad de traslación del conjunto montado según la dirección de desplazamiento del conjunto montado. De este modo, la primera señal puede explotarse independientemente de la velocidad de referencia relacionada con la rotación del conjunto montado.

[0036] El método también incluye una etapa de delimitación de la primera señal Señ en un número de giros de rueda con el fin de aprovechar la periodicidad de la señal del sensor con la rotación natural de la cubierta neumática en condiciones de circulación. Sin embargo, no es imprescindible que el número de giros de la rueda sea un número entero en esta etapa, ya que se puede delimitar la señal en un número real de giros de la rueda, siempre que dicho número sea al menos superior a 1. Preferiblemente, se necesitan varios giros de la rueda.

[0038] El método también incluye un remuestreo angular de la primera señal o de la señal de giro de rueda, que puede tener lugar antes o después de la etapa de normalización. Esta etapa permite transformar la señal temporal en una señal espacial, sincronizando la señal temporal con respecto a una o varias referencias angulares del conjunto montado. Esta referencia angular puede tomarse, en primer lugar, de la primera señal mediante una respuesta específica del sensor a un azimut particular en el giro de rueda. Sin embargo, esta referencia angular también puede provenir de otra señal de un sensor que comparta un reloj común con la primera señal. Este uso compartido del reloj o sincronización de las señales es natural si los dos sensores proceden del mismo dispositivo o si las señales transitan hacia un dispositivo común. Este remuestreo angular permite, naturalmente, generar una señal espacialmente periódica en el giro de rueda. Para ello, basta con realizar una interpolación de las señales en un corte angular fijo para generar una señal perfectamente periódica angularmente. Sin embargo, en caso de que el conjunto montado se mueva a velocidad variable, este remuestreo permite, a pesar de todo, generar una señal angular periódica. No es imprescindible para el método que el remuestreo angular genere una señal de salida con un paso angular fijo.

[0040] En la primera alternativa, la simple comparación del nivel de amplitud de la señal del giro de rueda con un umbral A permite definir una densidad de energía S. La amplitud de la señal de giro de la rueda en relación con un umbral A, que puede ser, por ejemplo, simplemente el valor unitario, genera potencialmente un componente de un doblete de densidades de energía de deformación positiva y negativa (S+, S-) a partir de la señal de giro de la rueda. De este modo, el método define simplemente una densidad de energía de deformación de la cubierta neumática y la distribuye en dos subconjuntos en función de su posición con respecto al umbral A. Estas operaciones son sencillas de realizar y consumen pocos recursos.

[0042] En la segunda alternativa, el método comprende una etapa de realización de un análisis espectral a partir de la parte de la señal de giro de la rueda remuestreada angularmente y normalizada. En este nivel, conviene asegurarse de que la parte de la señal de partida esté definida por un paso angular constante, lo que garantiza una discretización espacial regular de la señal del sensor. Si es necesario, la etapa de remuestreo angular garantiza que el paso angular sea fijo, lo que permite asegurar un análisis espectral de calidad, lo que puede requerir un método de interpolación de los puntos de medición para redefinir una señal con paso angular fijo. A continuación, el método comprende una etapa de definición de una o varias magnitudes espectrales asociadas a la señal espectral resultante de la etapa anterior.

[0043] Independientemente de la alternativa seguida, el método determina la deformación de la cubierta neumática como una función de la densidad de energía calculada o de al menos una magnitud espectral. De este modo, en la primera alternativa, la deformación representa una energía de deformación normalizada en una giro de rueda física de la cubierta neumática. En consecuencia, se identifica una invariante energética vinculada a la deformación de la cubierta neumática sometida a una carga en condiciones de circulación. En la segunda alternativa, la deformación se expresa en forma de un escalar o un vector que es un invariante de la cubierta neumática en condiciones de circulación sometida a una carga estática.

[0044] Por supuesto, solo se necesita un giro de rueda para determinar la deformación de la cubierta neumática Def%. Sin embargo, de forma preferente, el número de giros de rueda será de al menos 5, o incluso 10, con el fin de promediar los resultados, lo que permitirá evitar fenómenos aleatorios en la señal, como obstáculos en la calzada por la que rueda la cubierta neumática. De este modo, se mejorará la precisión del método en modo industrial.

[0045] Por último, el método comprende, independientemente de la alternativa elegida, una etapa de determinación de la carga estática Z aplicada al conjunto montado mediante una función H que depende de la deformación de la cubierta neumática Def%, que se expresa de forma diferente según la alternativa elegida. Por lo tanto, dado que el espacio de representación de la deformación de la cubierta neumática Def% es diferente, la función H está relacionada con la elección del espacio de representación de la deformación de la cubierta neumática Def% que está relacionada con la alternativa elegida.

[0046] Ventajosamente, la etapa de determinación de la velocidad de referencia Wreferencia consiste en calcular la relación entre la variación angular y el tiempo que separa dos posiciones azimutales del sensor en la cubierta neumática alrededor del eje natural de rotación a partir de la señal de giro de rueda SeñGDR o a partir de una señal sincronizada con la señal de giro de rueda SeñGDR, según la siguiente fórmula:

[0047] [Fórmula matemática 1]

[0048] Referencia =A(a)/A(t)

[0049] donde a es la posición angular y t es la abscisa temporal asociada a la posición angular.

[0050] En el caso de que la velocidad de referencia corresponda a la velocidad de rotación angular de la cubierta neumática, esta velocidad de referencia se calcula sobre una variación angular de la señal entre dos posiciones conocidas. Preferiblemente, esta velocidad de referencia se evalúa sobre una duración de señal inferior a un giro de rueda, lo que permite definirla rápidamente y realizar la etapa de normalización de una parte de la primera señal a nivel del dispositivo electrónico asociado al sensor. Además, esto permite entonces remuestrear angularmente la parte de la primera señal con mayor precisión si la cubierta neumática se mueve a una velocidad angular variable. De hecho, en un giro de rueda, la variación de la velocidad angular es necesariamente pequeña para un neumático cuyo desarrollo puede extenderse a 2 metros en el caso de un neumático para vehículos particulares o a 3 metros en el caso de un neumático para vehículos pesados. La aceleración o desaceleración aplicada a la cubierta neumática en esta longitud es, por naturaleza, baja con los sistemas de tracción y frenado de los vehículos actuales. Por supuesto, es perfectamente posible integrar una variación de la velocidad angular durante el giro de rueda con un azimut más preciso para tener en cuenta, por ejemplo, las microvariaciones de velocidad angular que aparecen durante el giro de rueda, como antes y después del paso por el área de contacto o durante el encuentro con una discontinuidad en el desplazamiento sobre el suelo, como una barra transversal en el suelo. Esta precisión en la velocidad de referencia durante el giro de rueda permite entonces una normalización más precisa de la señal, pero también una mayor precisión angular en la posición angular de los puntos de medición de la primera señal durante la etapa de remuestreo angular, lo que mejora la precisión buscada para captar variaciones mínimas durante el giro de rueda.

[0051] Según una forma de realización particular, las posiciones azimutales de la cubierta neumática se incluyen en el grupo que comprende una posición angular detectable en la señal de giro de la rueda SeñGDR correspondiente a la entrada en el área de contacto, la salida del área de contacto o la posición central del área de contacto o cualquier posición angular definida a partir de la señal sincronizada con la señal de giro de la rueda SeñGDR.

[0052] Se trata de posiciones azimutales que inciden en la señal del sensor de aceleración y que corresponden a posiciones angulares específicas. Por ello, estas posiciones son fácilmente localizables en la señal del sensor. Además, es fácil asignarles sus referencias azimutales. De hecho, la posición central del área de contacto corresponde a una posición azimutal de 0 o 180 grados con respecto a la normal al suelo. Si se determina la longitud del área de contacto a través de los puntos de entrada y salida del área de contacto, se puede conocer el ángulo formado por el área de contacto como la relación entre la longitud del área de contacto y el desarrollo de la cubierta neumática reducido a un giro de rueda, es decir, 360 grados. Se distribuye equitativamente el sector formado por el área de contacto a ambos lados de la normal al suelo. Por supuesto, el acceso a otra señal distinta de la primera señal también permite obtener una sectorización angular más precisa que el giro de rueda, como un codificador angular.

[0053] Ventajosamente, el paso angular es inferior a 18 grados.

[0054] Esto permite garantizar que uno de los puntos de medición se encuentre en el área de contacto. De este modo, se observarán al menos variaciones de aceleración entre este punto de muestreo y sus vecinos más cercanos, lo que permitirá determinar un punto de entrada y salida del área de contacto en la primera señal.

[0055] De manera muy ventajosa, el paso angular es inferior a 6 grados, preferiblemente inferior a 3 grados.

[0056] El uso de un paso angular más fino permite garantizar la captura de varios puntos de medición en el área de contacto. Esta finura de observación garantiza una mayor precisión del método al liberarse de la discretización espacial de los puntos, que en este caso no es necesariamente regular. La multitud de puntos también garantiza que no se vea perturbado por una medición incoherente del sensor.

[0058] Según una forma de realización preferida, el método comprende una etapa de agregación de los datos de al menos una parte de la señal de giro de rueda SeñGDR normalizada remuestreada angularmente en al menos una subparte de al menos una parte de la señal de giro de rueda SeñGDR normalizada remuestreada angularmente, convirtiéndose la subparte de la al menos una parte de la señal de giro de rueda SeñGDR normalizada en la al menos una parte de la señal de giro de rueda SeñGDR normalizada remuestreada angularmente.

[0060] Preferiblemente, la subparte de la al menos una parte de la señal de giro de rueda SeñGDR normalizada remuestreada angularmente es un múltiplo entero del giro de rueda, más preferiblemente un único giro de rueda.

[0062] Esta etapa permite identificar una señal de giro de rueda que tiene en cuenta diversos imprevistos en el giro de rueda, lo que permite reducir el tamaño de los vectores que se manipulan en las dos últimas etapas del método, en particular el que sirve para identificar la primera densidad de energía S o las magnitudes espectrales tras el análisis espectral de la señal. A tal efecto, la subparte de la señal de giro de rueda normalizada y remuestreada angularmente es un múltiplo entero de la única giro de rueda para aprovechar la periodicidad natural de la señal en el giro de rueda. Esta periodicidad es preferible para un análisis espectral de calidad.

[0064] Según una forma de realización preferente, la etapa de agregación de datos comprende uno de los métodos incluidos en el grupo que comprende la media en un intervalo de deciles, la mediana, la selección o el intervalo de deciles, los métodos de interpolación, la media ponderada o no ponderada, la optimización del modelo paramétrico de la deformación del neumático.

[0066] La agregación tiene por objeto ajustar las mediciones realizadas a una nueva distribución angular de la primera señal para dar sentido al conjunto de datos brutos de medición, sin privilegiar una zona sobre otra debido a la abundancia de puntos de medición. El objetivo de la etapa de agregación es proporcionar una señal equilibrada en términos de puntos de medición con un paso angular elegido por el operario en función de las deformaciones de la cubierta neumática que se desea observar. A tal efecto, el método de optimización del modelo paramétrico de la deformación del neumático es muy adecuado, ya que este modelo paramétrico puede ser teórico y no tener en cuenta los datos brutos de medición relacionados con el conjunto de la cadena de medición aplicada. La señal de salida de la etapa de agregación es una salida teórica del modelo paramétrico que tiene la mínima dispersión con el conjunto de puntos de medición registrados.

[0068] Ventajosamente, tras haber sincronizado la primera señal Señ con respecto a una posición angular de la cubierta neumática, se aplica una corrección Corr a la primera señal Señ para tener en cuenta el efecto de la gravedad terrestre antes de la etapa de normalización.

[0070] La desventaja de la señal acelerométrica es que es sensible a la gravedad terrestre si se orienta de forma sensiblemente paralela a la gravedad terrestre. En el caso de la cubierta neumática, el sensor está vinculado en rotación a la cubierta neumática. Por lo tanto, cuando el sensor está orientado radialmente, la amplitud de la señal del sensor se ve influida por la gravedad terrestre durante un giro de rueda. De hecho, esta se refleja en la señal en forma de una función sinusoidal de amplitud relacionada con la gravedad terrestre que presenta sus nodos en azimuts de la cubierta neumática separados 180 grados cuando la orientación del sensor está alineada con el vector gravitacional, es decir, sensiblemente perpendicular al suelo. Por el contrario, cuando el sensor está orientado en paralelo al suelo, lo que corresponde a dos posiciones azimutales separadas 180 grados entre sí y generalmente a /- 90 grados del vector gravitatorio, la señal del sensor no se ve influida por la gravedad terrestre. Para eliminar este componente parásito de la señal acelerométrica, conviene combinar la amplitud de la señal mediante una función sinusoidal correspondiente, habiendo sincronizado la primera señal del sensor con la vertical al suelo correspondiente a la dirección del vector gravitacional.

[0072] Según una forma de realización particular, el método comprende una etapa de filtrado de al menos una parte de la señal de giro de rueda SeñGDR normalizada y remuestreada angularmente.

[0074] Pueden persistir en la señal normalizada remuestreada angularmente perturbaciones de alta frecuencia que se tratarán en la siguiente etapa. Por ejemplo, en el caso de la alternativa uno, la etapa para definir la densidad de energía S utilizando el umbral A, filtrar la señal simplificará la etapa minimizando los posibles errores.

[0076] Según la segunda forma de realización preferida, la etapa de obtención de al menos una magnitud espectral a partir de una señal espectral espect(Señ) de al menos una parte de la señal de giro de rueda SeñGDR normalizada y remuestreada angularmente consiste en identificar al menos una magnitud espectral en al menos un conjunto espectral de la señal espectral espect(Señ), preferiblemente en el primer conjunto espectral positivo de la señal espectral espect (Señ).

[0077] Preferiblemente, la al menos una magnitud espectral identificada se incluye en el grupo que comprende el valor máximo, el valor mediano, el valor medio, la banda pasante del primer conjunto, el área bajo la curva del primer conjunto, la frecuencia del valor mediano, la frecuencia del valor medio y la frecuencia del valor máximo.

[0079] Según la primera forma de realización preferida, la etapa de obtención de la al menos una densidad de energía S a partir de la al menos una parte de la señal de giro de rueda SeñGDR normalizada remuestreada angularmente utilizando un umbral A consiste en definir una primera densidad de energía S+ cuando la al menos una parte de la señal de giro de rueda SeñGdR normalizada remuestreada angularmente es superior al umbral A, o definir una segunda densidad de energía S- cuando la al menos una parte de la señal de giro de rueda SeñGdR normalizada remuestreada angularmente es inferior o igual al umbral A.

[0081] Preferiblemente, el umbral A está comprendido entre 0,5 y 0,9.

[0083] El umbral A tiene por objeto distribuir los puntos discretizados de la señal de giro de rueda SeñGDR normalizada remuestreada angularmente entre las densidades de energía S+ y S-. Si la señal presenta mucho ruido, como en ausencia de una etapa de agregación de datos o de una etapa de filtrado, esta distribución de puntos puede verse influida por estas perturbaciones. El umbral A tiene por objeto corregir esta imperfección relacionada con la señal de medición. El valor del umbral A depende de la calidad de la señal de giro de rueda SeñGDR normalizada y remuestreada angularmente. Si el método utiliza las etapas opcionales y la rugosidad de la carretera es baja, se dará preferencia a un valor en la parte alta del intervalo.

[0085] De forma muy preferente, la definición de las densidades de energía positiva S+ y negativa S- se obtiene mediante las siguientes fórmulas:

[0087]

[0090] Donde u es la abscisa de la señal de giro de rueda SeñGDR normalizada y remuestreada angularmente.

[0092] Es una forma sencilla de obtener un valor escalar de cada densidad de energía a partir de la señal discretizada de la señal de giro de rueda normalizada y remuestreada angularmente mediante operaciones matemáticas y lógicas elementales. Estas operaciones pueden tener lugar en el dispositivo electrónico acoplado al sensor.

[0094] Ventajosamente, la función G es una función lineal.

[0096] En el caso de la primera alternativa, la función G es una función lineal de la densidad espectral S según la siguiente fórmula:

[0098] [Fórmula matemática 3a]

[0100] G(X) = X/N'GdR

[0101] De este modo, se trata de una fórmula elemental de la deformación de la cubierta neumática que se aplica tanto a S+, como a S-. Necesariamente, S- corresponde a la densidad de energía calculada a partir de los puntos materiales del desarrollo del neumático, que en un instante T preciso comprenden los del área de contacto o sus inmediaciones. De hecho, estos tienen una aceleración absoluta cercana a cero durante al cruzar el área de contacto, por lo que son necesariamente inferiores al umbral A. Por defecto, la densidad de energía S+ corresponde a la densidad de energía de los demás puntos del desarrollo del neumático y, en particular, a los que se encuentran fuera del área de contacto. Esto pone de manifiesto que nos encontramos ante una invariante relacionada con la deformación de la cubierta neumática sometida a una carga Z. En el caso de que solo se utilice S+, no es necesario disponer de una alta discretización espacial, ya que las variaciones fuera del área de contacto son menos intensas. Esto tiene la ventaja de reducir la frecuencia de muestreo necesaria del dispositivo electrónico acoplado al sensor o de poder obtener información precisa sobre la deformación de la cubierta neumática a altas velocidades de rotación.

[0102] Sin embargo, la función G es una función lineal de las densidades espectrales S+ y S" según la siguiente fórmula:

[0104] [Fórmula matemática 3b]

[0106] GCX.Y) = (X+Y)/(2*N,GdR)

[0108] En este caso, es necesario acumular la energía de deformación del neumático en todo el desarrollo del neumático. Para minimizar con certeza las incertidumbres de medición, se utilizan todos los puntos de medición de la aceleración normal en la parte superior para determinar la deformación de la cubierta neumática, lo que permite reducir el consumo de energía en comparación con un análisis con una frecuencia elevada.

[0110] En el caso de la primera alternativa, el solicitante se sorprendió al constatar que el estudio del primer conjunto de frecuencias positivas de la señal espectral espec(Señ) era suficiente para identificar una o varias magnitudes asociadas a este primer conjunto que fueran pertinentes para determinar la deformación de la cubierta neumática con una calidad suficiente. Las magnitudes más sensibles a la deformación de la cubierta neumática se enumeran en la lista proporcionada. Se trata de magnitudes estándar de una señal espectral que requieren pocos medios de cálculo, lo que favorece el método. Además, estas magnitudes solo son sensibles a la deformación de la cubierta neumática y mucho menos a magnitudes secundarias. Por lo tanto, estas magnitudes se adaptan bien, por ejemplo, a la deformación general de la cubierta neumática en su conjunto, como la deformación generada por esfuerzos globales a escala de la cubierta neumática, como la carga estática.

[0112] En este caso, la función G no tiene por qué ser sofisticada, ya que el solicitante ha observado que una función G lineal de una o varias magnitudes espectrales permite determinar adecuadamente la deformación de la cubierta neumática en función de las diversas condiciones de uso de la cubierta neumática sometida a variaciones de carga estática.

[0113] Según una forma de realización particular, la función H es una función afín o una función potencia según las siguientes fórmulas:

[0115] [Fórmula matemática 10a]

[0117] fí~ 4 *Def%f8

[0118] 5

[0119] O

[0120] | Fórmula matemática 10b]

[0122] </ / - * *>(De[7y

[0124] donde (A, B) o (X, Y) son parámetros relacionados con el conjunto montado.

[0126] Dependiendo de si se desea evaluar la carga Z aplicada al conjunto montado en condiciones de uso normales o particulares, se debe tener en cuenta una u otra fórmula para la función H. De hecho, en el ámbito clásico de uso de una cubierta neumática en aplicación de las normas de la ETRTO (acrónimo en inglés de "European Tyres and Rim Technical Organization"), una simple función afín describe correctamente la evolución de la carga Z en función de la deformación de la cubierta neumática Def%. Por lo tanto, el conocimiento del conjunto montado y, en particular, de la cubierta neumática permite identificar con certeza la carga Z aplicada al conjunto montado. Sin embargo, si se desea ampliar el ámbito de modelización de la carga en función de la deformación de la cubierta neumática para usos específicos, como cargas Z muy bajas o muy altas, por ejemplo, una representación de tipo potencia resulta más adecuada. Sin embargo, en la zona de uso común, las dos funciones dan resultados muy similares y son suficientes para la precisión deseada, que es inferior al 10 %, preferiblemente inferior al 5 %.

[0128] Según una forma de realización preferente, con el conjunto montado inflado a la presión de inflado P, los parámetros A o X dependen al menos de la presión de inflado P, preferiblemente, los parámetros A o X son una función afín de la presión de inflado P según la siguiente fórmula:

[0130] [Fórmula matemática lia]

[0132] A ■■ n-i*P+a o

[0134]

[0135] donde (ai, a<2>) o (xi, X<2>) son coeficientes relacionados con el conjunto montado.

[0137] Según una forma de realización muy preferida, el conjunto montado se infla a la presión de inflado P, los parámetros B o Y dependen al menos de la presión de inflado P, preferiblemente, los parámetros B o Y son una función afín de la presión de inflado P según la siguiente fórmula:

[0139] [Fórmula matemática 12a]

[0141] 8-b,*P b¡

[0143] o

[0145]

[0148] donde (b<1>, b<2>) o (y<1>, y<2>) son coeficientes relacionados con el conjunto montado.

[0150] La mayoría de las cubiertas neumáticas se montan en las ruedas y, a continuación, se inflan a una presión de inflado P que varía según el tipo de cubierta neumática. Esta presión de inflado P influye en el comportamiento mecánico del conjunto montado y, en particular, en el de la cubierta neumática. Como consecuencia, la deformación de la cubierta neumática se ve influida por esta cantidad. Por lo tanto, conviene tener en cuenta esta influencia en los coeficientes A o X. Se trata de la representación más simple de la dependencia del parámetro A con respecto a la presión de inflado P, que es realista, en particular, en el ámbito clásico de uso de una cubierta neumática según las normas de la ETRTO.

[0151] La dependencia de la presión de inflado P de estos segundos parámetros B o Y de la función H se asemeja a una evolución de la pendiente de la función H en función de la deformación de la cubierta neumática Def%. Esta evolución de la pendiente es menos evidente que la evolución de la rigidez de la cubierta neumática a la presión de inflado P descrita por los primeros parámetros A o X. Sin embargo, esta evolución con la presión de inflado P de estos segundos parámetros B o Y refuerza la precisión de la estimación de la carga Z aplicada al conjunto montado y, por tanto, a la cubierta neumática.

[0153] De este modo, basta con identificar como máximo 4 parámetros a<1>, a<2>, b<1>y b<2>, en el caso de una función afín de la función H que depende totalmente de la presión de inflado P, para estimar la carga Z aplicada al conjunto montado. Por supuesto, cuando se modifica la rueda, el conjunto de parámetros se debe reajustar para obtener una estimación precisa. Este conjunto de parámetros se puede determinar bien mediante la caracterización por simulación numérica, bien mediante ensayos experimentales o una combinación de ambos.

[0155] Breve descripción de los dibujos

[0157] La invención se comprenderá mejor tras la lectura de la descripción que se ofrece a continuación, que se proporciona únicamente a título de ejemplo no limitativo y se realiza haciendo referencia a las figuras adjuntas, en las que los mismos números de referencia designan en todo lugar partes idénticas y en las que:

[0159] - La figura 1 presenta un resumen del método según la invención.

[0160] - La figura 2 presenta una ilustración de una primera señal de un sensor.

[0161] - La figura 3 presenta el remuestreo angular de la señal del giro de rueda.

[0162] - La figura 4 presenta una ilustración de la señal remuestreada y normalizada de la señal del giro de rueda. - La figura 5 presenta una ilustración de la señal final tras la agregación de los datos en una subparte de la señal del giro de rueda.

[0163] - La figura 6a es una ilustración de la evaluación de las densidades de energía S a partir de la señal de giro de la rueda normalizada y remuestreada angularmente.

[0164] - La figura 6b es una ilustración de la señal espectral espect(Señ) del giro de la rueda.

[0165] - La figura 7 es una representación de la estimación de la carga Z aplicada a un conjunto montado en condiciones de circulación.

[0167] Descripción detallada de las formas de realización

[0169] La Fig. 1 representa un esquema del método según la invención. Partiendo de una primera señal Señ obtenida por adquisición temporal 201 de la salida en amplitud de un sensor de aceleración durante la circulación de la cubierta neumática sobre la que está montado el sensor, se realizan una serie de etapas siguiendo diversas trayectorias posibles para obtener un escalar representativo de la carga aplicada al conjunto montado finalmente.

[0171] La primera trayectoria consiste en partir de la señal temporal a la salida de la etapa 201 para determinar una velocidad de referencia Wreferencia 202 de la cubierta neumática en su configuración montada, es decir, la cubierta neumática montada sobre la llanta. En este caso, la primera señal Señ 101 ya está delimitada en un número determinado de giros de rueda, 12 exactamente. Por lo tanto, la primera señal Señ 101 se confunde con la señal de giro de rueda SeñGDR. Esta velocidad de referencia puede ser una velocidad angular relacionada con la rotación natural de la cubierta neumática alrededor de su eje de rotación, pero también puede ser la velocidad lineal de traslación de la cubierta neumática según la dirección de desplazamiento de esta. Esta magnitud puede determinarse a partir de la señal de giro de rueda SeñGDR pero también puede determinarse a partir de otra señal sincronizada temporalmente con la primera señal y, por lo tanto, con la señal de giro de rueda SeñGDR.

[0173] A continuación, conviene normalizar 203 la señal de giro de rueda SeñGDR a partir de la primera señal obtenida en la etapa 201 mediante una función F de la variable Wreferencia obtenida en la etapa 202. Esta función es la función potencia al cuadrado. Al final de esta etapa 203, se obtiene una señal normalizada del movimiento de la cubierta neumática en una descripción temporal.

[0175] A continuación, se debe remuestrear angularmente la señal normalizada para recuperar una señal periódica angularmente en el giro de rueda a través de la etapa 204. De este modo, al final de esta etapa 204, se obtiene una señal normalizada y remuestreada angularmente en varias giros de rueda.

[0177] La segunda trayectoria consiste en partir de la primera señal Señ, que es también la señal de giro de rueda SeñGDR, procedente de la salida de la etapa 201, para remuestrear angularmente la primera señal Señ desfasando esta primera señal con ayuda de la forma de la primera señal o haciendo desfasar temporalmente otra señal con la primera señal. La otra señal procede de otro sensor, o de otra vía del mismo sensor, como la aceleración circunferencial de un acelerómetro tridimensional. Este remuestreo angular de la primera señal permite generar una señal periódica alrededor de la rueda a la salida de la etapa 204.

[0179] Después de sincronizar esta señal angular con otra señal temporal, se determina una velocidad de referencia procedente de otra señal temporal sincronizada con la primera señal. Preferiblemente, se trata de la misma otra señal que se utilizó para remuestrear angularmente la primera señal en la etapa 204. De este modo, se identifica una velocidad de referencia Wreferencia a la salida de la etapa 202.

[0181] A continuación, la velocidad de referencia permite normalizar la señal remuestreada angularmente procedente de la etapa 204 mediante una función de la variable velocidad de referencia. De este modo, se obtiene una señal de giro de rueda SeñGDR remuestreada angularmente y normalizada a la salida de la etapa 203.

[0183] Opcionalmente, independientemente de la trayectoria seguida, se agregan los datos de la señal de giro de rueda SeñGDR remuestreada angularmente y normalizada procedente de la etapa 204 en la primera trayectoria o de la etapa 203 en la segunda trayectoria. Esta agregación de datos, la etapa 208, se realiza en una subparte de la señal de entrada que es un múltiplo del giro de rueda, ya que la señal remuestreada angularmente y normalizada es periódica por naturaleza en el giro de rueda.

[0185] Alternativamente, si la primera señal 101 está contaminada por fenómenos físicos conocidos, como una señal de acelerómetro influenciada por la gravedad terrestre, a veces es útil, aunque no indispensable, realizar una corrección de la primera señal de este fenómeno físico para limitar el ruido parásito generado por este fenómeno físico. Esta corrección puede realizarse en cualquier etapa entre las etapas 201 y 204, pero necesariamente antes de la etapa 205 de agregación de datos, lo que permite mejorar la calidad de la señal de deformación de la cubierta neumática. Si la corrección se realiza después de la etapa de normalización, también será necesario normalizar la corrección para no introducir un error de corrección.

[0187] A continuación, el método comprende, según la primera alternativa, una etapa de identificación de una densidad de energía de deformación de la cubierta neumática 205 a partir de la señal de giro de rueda normalizada remuestreada angularmente. Aunque esto puede hacerse solo en una parte del giro de rueda a través de la densidad de energía positiva S+ o la densidad de energía negativa S-, es preferible tomar al menos un giro de rueda completa, lo que permite acceder a las dos magnitudes mencionadas anteriormente. Tampoco hay que olvidar contabilizar el número de giros de rueda N'GDR en la señal de giro de rueda normalizada remuestreada angularmente. Si esta señal se delimita en un giro de rueda, la identificación de las densidades de energía está relacionada con la calidad de esta señal, lo que justifica pasar por la etapa opcional de agregación de datos. Sin embargo, si esta señal se delimita en un gran número de giros de rueda, puede contener una fracción de giro de rueda complementaria que solo modificará ligeramente el valor de las densidades de energía. En este caso, será preferible contabilizar las giros de rueda a partir de la posición azimutal situada a 180 grados del centro del área de contacto. De hecho, las fracciones adicionales de giro de rueda aportarán puntos complementarios sobre la densidad de energía positiva S+ cuyas variaciones entre los puntos son más débiles que durante las fases de entrada y salida del área de contacto, que tendrán un mayor impacto en la densidad de energía negativa S-.

[0188] Según la segunda alternativa, se realiza un análisis espectral 205 de la señal de giro de rueda normalizada remuestreada en la etapa 204 o 203 según la trayectoria, siendo este periódico en el giro de rueda. Si el paso angular no es regular, convendrá realizar una interpolación de los puntos de medición en puntos ficticios espaciados regularmente en la señal. Eventualmente, la etapa de análisis espectral 205 se lleva a cabo después de una etapa de agregación de datos 207 que proporciona una señal con un paso angular fijo. La señal espectral resultante de la etapa 205 se analiza para extraer una o varias magnitudes espectrales, preferiblemente extraídas del primer conjunto espectral positivo.

[0190] A continuación, el método comprende una etapa 206 de identificación de la deformación de la cubierta neumática en condiciones de circulación bajo carga estática Def%. Esto se hace utilizando la densidad o densidades de energía S+, S- evaluadas en la etapa 205 a través de una función G o utilizando una o varias magnitudes espectrales evaluadas a partir de la señal espectral espect(Señ) de la señal de giro de rueda SeñGDR normalizada y remuestreada angularmente. Esta o estas magnitudes espectrales alimentarán una función G que proporcionará un vector, preferiblemente un escalar, que es un invariante de la deformación de la cubierta neumática en condiciones de circulación sometida a esfuerzos externos.

[0192] Por último, el método determina la carga Z que soporta el conjunto montado, en la etapa 207, utilizando una función H que relaciona la carga Z con la deformación de la cubierta neumática Def%. El hecho de que la deformación de la cubierta neumática se evalúe a partir de la respuesta de una señal de medición potencialmente mucho mayor que el simple paso por el área de contacto, como cuando se evalúa la deformación Def% mediante la densidad de energía S+ permite ganar en precisión sobre esta deformación con una discretización espacial de la señal de giro de la rueda SeñGdR mucho menor. Esto requiere menos energía y espacio de memoria, lo que permite realizar esta determinación de la carga Z en el dispositivo de medición integrado en la cubierta neumática, como un TMS (acrónimo inglés de "Tyre Monitoring Sensor"). Además, la discretización espacial del método no necesita ser tan precisa como la del estado de la técnica, ya que no se busca identificar la dimensión del área de contacto.

[0194] Las Figs. 2 a 4 ilustran el método mediante la segunda trayectoria descrita en el esquema de la Fig. 1. La ilustración se realiza sobre un acelerómetro fijado en la parte superior de una cubierta neumática fijada al revestimiento interior de la cubierta neumática (en inglés, "inner liner"). En este caso, el neumático es de la marca MICHELIN CrossClimate, de tamaño 265/65R17, con una carga estática de 800 daN cuando está montado en un vehículo de motor. El conjunto montado se infló a 3 bares. Las mediciones se realizaron durante la conducción del vehículo por circuitos asfaltados de diversa rugosidad en condiciones estándar de velocidad y carga aplicada según el marcado del neumático. El conjunto montado se encuentra en el eje delantero del vehículo. Las mediciones se realizaron en este caso, principalmente, en línea recta.

[0196] En la Fig. 2 se visualiza una señal temporal 101 adquirida con una frecuencia de adquisición de la señal de 3200 Hz, lo que permite obtener una discretización muy fina de la señal. Por lo tanto, esta registra todas las variaciones de aceleración en la parte superior de la cubierta neumática durante la conducción. Esto se delimitó en 12 giros de rueda para constituir la señal de giro de rueda SeñGDR.

[0198] El registro de la Fig. 2 se ha realizado en la fase de aceleración del vehículo, lo que se traduce en un aumento de la amplitud de la señal acelerométrica. El sensor es, en este caso, un acelerómetro monoaxial montado radialmente con respecto a la parte superior de la cubierta neumática antes de constituir el conjunto montado mediante técnicas de fijación habituales conocidas en el estado de la técnica. La transmisión de los datos se realizó mediante una comunicación inalámbrica entre un dispositivo electrónico conectado galvánicamente al acelerómetro y un segundo dispositivo de radiofrecuencia situado a nivel del vehículo. En este caso concreto, los tratamientos posteriores de la medición se realizaron en el vehículo. Sin embargo, es perfectamente posible realizarlos en un primer dispositivo electrónico conectado al sensor, equipado con un microcontrolador, o incluso un microprocesador, acoplado a un espacio de memoria suficiente para realizar las operaciones matemáticas elementales que requiere el método.

[0199] En este caso, la primera etapa consiste en determinar la velocidad de referencia tomando como velocidad de referencia la velocidad angular de rotación. Para ello, conviene sincronizar la primera señal temporal 101 con una posición azimutal de referencia del giro de rueda. A tal efecto, la primera señal 101 presenta regularmente caídas del nivel de amplitud bastante fuertes 111, 112 que traducen el paso por el área de contacto del sector angular en el que se encuentra el acelerómetro. Por naturaleza, estas bajadas y subidas de estas caídas 111, 112 representan la entrada y la salida del área de contacto, respectivamente. Se definirá el centro del área de contacto como el medio del intervalo que separa la entrada y la salida del área de contacto. A este centro se le asignará la posición azimutal 0 grados, que será nuestra referencia azimutal. Tomando una segunda referencia angular en la siguiente caída de la señal 112, por ejemplo, se determina en la señal 101 un giro de rueda de 360 grados y un intervalo de tiempo asociado a esta giro de rueda. Se definirá la velocidad de referencia Wreferencia como la relación entre la variación angular entre los dos centros del área de contacto y el intervalo de tiempo que separa estas dos posiciones azimutales. Se asignará la velocidad de referencia Wreferencia a la parte de la señal situada entre estos dos centros del área de contacto. Por supuesto, también se pueden considerar dos caídas 111, 115 no contiguas de la señal temporal 101 para determinar una segunda velocidad de referencia Wreferencia y asignar esta segunda velocidad a la parte de la señal 101 situada entre las caídas 111 y 115.

[0200] La Fig. 3 presenta el resultado de la etapa de remuestreo angular de la señal temporal 101. De este modo, aprovechando la determinación de los centros del área de contacto para cada caída de la señal temporal realizada en la etapa anterior, se sincroniza fácilmente la señal temporal con el giro de rueda en 360 grados. A continuación, se acuerda distribuir linealmente los puntos de medición discretizados en el giro de rueda. Aunque se produzca un error de posicionamiento angular en esta etapa, una interpolación lineal realizada, por ejemplo, durante la etapa de agregación de datos, permitirá suavizar los resultados y minimizar el error de posicionamiento angular. De forma más sofisticada, tras evaluar una velocidad de referencia en cada giro de rueda, es posible asignar velocidades angulares que evolucionan en el giro de rueda teniendo en cuenta las velocidades de referencia de los giros contiguos. Por ejemplo, tras determinar las velocidades de referencia en tres giros consecutivos, se puede asignar al giro central de la rueda una primera velocidad de referencia en el primer cuarto de giro de rueda como la velocidad baricéntrica de la velocidad de referencia del giro anterior ponderada 2 y de la velocidad de referencia del giro actual ponderada 1. El cuarto siguiente tendrá una velocidad de referencia como la velocidad baricéntrica de la velocidad de referencia del giro actual ponderada 2 por la velocidad de referencia del giro anterior ponderada 1. El tercer cuarto de giro de rueda tendrá una velocidad de referencia como la velocidad baricéntrica de la velocidad de referencia del giro actual ponderada 2 por la velocidad de referencia del giro siguiente ponderada 1. Por último, el último cuarto de giro de rueda tendrá una velocidad de referencia que será la velocidad baricéntrica de la velocidad de referencia del giro actual ponderada 1 por la velocidad de referencia del giro siguiente ponderada 2. Se distribuyen todos los puntos de medición discretizados en cada cuarto de giro de rueda proporcionalmente a la relación entre las velocidades de referencia de cada cuarto de giro y la velocidad de referencia del giro actual. También se pueden aplicar otros métodos de suavizado de puntos. En este caso, la discretización espacial de los puntos no es regular debido a la velocidad de circulación variable. Es perfectamente posible regularizar esta discretización de los puntos de la señal 102 aplicando un método de interpolación de los puntos de medición sobre una distribución angular dada en el giro de rueda. Esto permite obtener una señal 102 remuestreada angularmente con un paso angular regular. La Fig. 3 muestra la señal remuestreada angularmente 102, que es periódica en el giro de rueda con cualquier discretización de los puntos de medición.

[0202] La Fig. 4 presenta el resultado de la etapa de normalización de la primera señal 102 remuestreada angularmente sin interpolación de los puntos. De este modo, aprovechando la periodicidad por giro de rueda de la señal de giro de rueda remuestreada angularmente, se puede dividir fácilmente la señal angular por giro de rueda o por un múltiplo del giro de rueda, como se ilustra en la Fig. 4, en este caso en 12 giros de rueda. La etapa de normalización consiste en dividir la amplitud de la señal por la función potencia al cuadrado de la velocidad de referencia asociada a cada parte del giro de rueda. La velocidad de referencia se ha determinado durante la primera etapa del procesamiento de la señal 101, por ejemplo. La velocidad de referencia es, en este caso, una velocidad angular. El resultado observado en las curvas 103 y 103 bis es que, entre cada giro de rueda, la amplitud de la señal normalizada es similar. Ya no se observan las fuertes variaciones de amplitud entre las distintas giros de rueda realizadas a diferentes velocidades y en diferentes carreteras. Además, la señal se centra en el valor unitario. A continuación, se superponen los segmentos de giros de rueda en el mismo intervalo angular de una longitud que es un múltiplo entero de 360 grados, que se materializan mediante las curvas grises que forman, en este caso, un haz de curvas 103. Esto permite darse cuenta de la dispersión de la medición entre las giros de rueda, lo que se acentúa por el hecho de que las señales no se han corregido, en este caso, por la gravedad terrestre. Sin embargo, si se aplica un filtro de paso bajo, se obtiene la curva negra 103 bis, que es mucho menos agitada, ya que se ha limpiado de ciertos ruidos parásitos. Esto permite observar que la señal 103 bis es periódica en el giro de rueda, con ligeras variaciones entre las giros de rueda. Al final de esta normalización de la señal 102, se obtiene en este caso una señal 103 remuestreada angularmente y normalizada. La Fig. 4 muestra la señal 103 normalizada y remuestreada angularmente, que está centrada en el valor unitario, como lo atestigua el filtro aplicado a la curva 103 bis.

[0204] La Fig. 5 es el resultado de la etapa de agregación de los datos procedentes de la señal 103 de la etapa anterior, que es una etapa opcional. En este caso, se superponen los segmentos de cada giro de rueda en el mismo intervalo angular de 360 grados, que se representan mediante las curvas grises que forman en este caso un haz de curvas 104. Esto permite darse cuenta de la dispersión de la medición entre cada giro de rueda, lo que se acentúa por el hecho de que las señales no se han corregido con respecto a la gravedad terrestre. Sin embargo, si se aplica una corrección de la gravedad terrestre a cada giro de rueda antes de la etapa de normalización, ya que el acelerómetro es, en este caso, sensible a la gravedad terrestre, la agregación de los datos mediante un método de promedio en un intervalo de deciles determina la curva 104 bis, que es mucho más estable en el giro de rueda. Esto permite obtener la señal de deformación de la cubierta neumática sometida a esfuerzos externos, en particular la carga estática en este caso. Esta señal 104 bis es representativa de la medición de la cubierta neumática en condiciones de circulación a velocidad variable sobre un suelo de cualquier rugosidad. Esta curva es una invariante de la cubierta neumática en condiciones de circulación bajo carga estática en un estado montado sobre la llanta.

[0206] La Fig. 6a es una ilustración para explicar el cálculo de las densidades de energía positiva S+ y negativa S- en una señal de giro de rueda SeñGDR 10 normalizada y remuestreada angularmente que corresponde a un único giro de rueda. Por supuesto, el método es idéntico si la señal de giro de rueda SeñGDR normalizada y remuestreada angularmente se delimita en varias giros de rueda.

[0207] Se determina el umbral A, en este caso, como el valor unitario. Este umbral se materializa por la línea continua 11. De hecho, es preferible en señales reales tomar un valor igual a 0,7. Si las señales están muy perturbadas, se puede elegir un valor igual a 0,5 o 0,6. Por el contrario, para señales obtenidas en carreteras globalmente lisas, se puede emplear un valor del orden de 0,8 o 0,9. Este valor del umbral A debe ser fijo para todas las etapas del método.

[0208] Las densidades de energía positiva S+ o negativa S- se calculan como la suma de los valores absolutos de las diferencias entre la señal de la rueda 10 y el valor unitario, representado por la curva continua 11. Necesariamente, la superficie delimitada por las superficies S+ es igual a la superficie delimitada por la superficie S-.

[0210] A partir de la estimación de estas densidades de energía S, es fácil determinar la deformación de la cubierta neumática Def% sometida a una carga estática en condiciones de circulación.

[0212] La Fig. 6b muestra el espectro de la señal del giro de rueda normalizada y remuestreada angularmente con un paso angular fijo de 0,1 grados que se ha delimitado en 12 giros de rueda. Con el fin de limitar los fenómenos de alta frecuencia, la señal procedente de la etapa 203 por la primera trayectoria o de la etapa 204 por la segunda trayectoria se ha filtrado previamente mediante un filtro de paso bajo de una trigésima parte de un giro de rueda.

[0214] La señal filtrada, o en este caso la señal procedente de la etapa de agregación de la etapa 208, se analizó espectralmente mediante una transformada de Fourier antes de obtener la curva 105, que es la representación de la amplitud de la transformada de Fourier en una banda de frecuencia limitada. De esta curva se desprenden varios conjuntos espectrales, uno de los cuales tiene una amplitud significativa. Sin embargo, los siguientes conjuntos tampoco son insignificantes.

[0216] En esta respuesta espectral 105, es posible recopilar múltiples magnitudes espectrales. En nuestro caso, nos centraremos en el primer conjunto, pero el análisis también puede realizarse en los siguientes conjuntos.

[0218] Para darse cuenta de la sensibilidad del método, la Fig. 6b muestra una segunda curva punteada 106 que corresponde a la respuesta espectral del mismo sensor fijado en el mismo conjunto montado para una carga estática diferente y una presión de inflado diferente, habiendo intercambiado el conjunto montado entre los ejes delantero y trasero del vehículo. De este modo, necesariamente, la respuesta mecánica de la cubierta neumática a sus dos variables, la presión de inflado y la carga estática, es diferente. Sin embargo, la respuesta espectral presenta una similitud en términos de forma, con una respuesta en forma de conjuntos sucesivos en anchura y altura que dependen de los esfuerzos externos aplicados a la cubierta neumática.

[0220] A partir de esta observación, resulta que el análisis del primer bloque es lo suficientemente discriminante para determinar la deformación de la cubierta neumática en función de estas variaciones de esfuerzos externos, aunque puede que no sea suficiente para variaciones más débiles de los esfuerzos externos aplicados a la cubierta neumática.

[0221] Las magnitudes espectrales, como el valor máximo, el valor mediano, el valor medio, la banda pasante y el área bajo la curva asociada al primer conjunto, son criterios potenciales para diferenciar la deformación de la cubierta neumática. Pero también la frecuencia del valor mediano, la frecuencia del valor medio y la frecuencia del valor máximo son criterios secundarios de la deformación de la cubierta neumática que presentan una dinámica menos fuerte, aunque discriminatoria.

[0223] Entonces se puede atribuir un valor de deformación Def% de la cubierta neumática mediante una función de una o varias magnitudes espectrales en forma de vector o escalar que pondera eventualmente los diversos componentes del vector. Preferiblemente, se ha observado que el valor máximo 105bis y 106bis del primer conjunto es un muy buen indicador de la deformación de la cubierta neumática, lo que permite determinar la deformación de la cubierta neumática a través de una función afín del valor máximo del primer conjunto. Sin embargo, la determinación de la deformación de la cubierta neumática puede ser más sofisticada si se tienen en cuenta otras magnitudes espectrales relacionadas también con conjuntos espectrales secundarios.

[0225] La Fig. 7 es una ilustración de la estimación de la carga Z aplicada a un conjunto montado en condiciones de circulación a una velocidad de rotación W. En este caso, se han utilizado dos cubiertas diferentes. La primera E1 es una cubierta neumática para vehículos pesados 385/55R22.5 montada en una rueda de chapa de 22,5 pulgadas de la marca Michelin de la gama X Mutiway T con un nivel de desgaste D1. La segunda cubierta neumática E2 tiene una dimensión 315/80R22.5 de la marca Michelin de la gama X Multiway 3D XDE con un nivel de desgaste D2. Cada cubierta está equipada con un dispositivo electrónico integrado que incluye un acelerómetro monoaxial situado en la parte superior, en el lado del revestimiento interior (en inglés "inner liner") a la altura de un elemento de dibujo saliente, es decir, diferente de un surco longitudinal. La frecuencia de adquisición del acelerómetro es de 1200 Hz.

[0227] Cada cubierta neumática se somete a una serie de rodajes en los que la velocidad de desplazamiento varía en torno a 20, 40 y 60 km/h a una presión de inflado P que varía de 7 a 9 bares en pasos de 1 bar. La presión se mide durante la circulación a través de un sensor de presión, en este caso integrado en un TPMS montado en la válvula de la rueda. Por último, la carga Z aplicada al conjunto montado varía entre 2.000 y 5.000 kg en pasos de 1 tonelada.

[0228] Previamente, mediante simulación numérica, se determinaron los cuatro coeficientes (ai, a<2>, bi, b<2>) de las funciones afines de la función H de cada cubierta neumática. De hecho, nos encontramos exactamente en la zona de uso recomendada por las normas de la ETRTO, por lo que debe privilegiarse la representación afín de la función H. La mitad de los rodajes se llevaron a cabo a una velocidad de rotación constante, mientras que la otra mitad se llevaron a cabo a una velocidad de rotación variable en torno a la velocidad objetivo de /-15 %.

[0229] La Fig. 7 presenta líneas continuas correspondientes a la respuesta proporcionada por los coeficientes de la función H, que dependen, en este caso, de la presión de inflado P y del conjunto montado, incluida la cubierta neumática. También aparecen símbolos con formas diferentes en función de la velocidad de circulación objetivo: rombos para velocidades de 20 km/h, círculos para velocidades de 40 km/h y cruces para velocidades de 60 km/h.

[0230] La curva 1001 corresponde al conjunto montado que comprende la cubierta neumática E1 a una presión de inflado de 7 bar. La curva 1002 corresponde al conjunto montado que comprende la cubierta neumática E2 a una presión de inflado de 8 bar. Por último, la curva 1003 corresponde al conjunto montado cuya cubierta neumática es E1 a una presión de inflado de 9 bar.

[0231] Se observa una correlación bastante buena entre la estimación de la carga Z y la carga real aplicada, independientemente de la velocidad de desplazamiento y de la presión de inflado. Asimismo, en función de la naturaleza de la cubierta neumática, la representación afín de la carga es realista en relación con los ensayos en este intervalo de condiciones de utilización del conjunto montado.

[0232] Se obtienen resultados igualmente buenos cualquiera que sea la naturaleza de la cubierta neumática, la carga aplicada, la presión de inflado utilizada y el desgaste del neumático.

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES

1. Método para obtener la carga aplicada a una cubierta neumática, en un estado montado sobre una rueda para constituir un conjunto montado de neumático en condiciones de circulación a una velocidad de rotación W, teniendo dicha cubierta neumática un vértice, en contacto con el suelo, que gira alrededor de un eje natural de rotación, que comprende las siguientes etapas:

- fijar al menos un sensor en la cubierta neumática, en el vértice de la cubierta neumática, capaz de generar al menos una señal de salida sensible a la aceleración según la dirección normal al vértice experimentada por dicho sensor en la cubierta neumática;

- adquirir al menos una primera señal temporal Señ que comprenda al menos la amplitud de la al menos una señal de salida durante la circulación;

estando el método caracterizado por las siguientes etapas:

- delimitar la primera señal Señ en un número NGdR de giros de rueda para construir una señal de giro de rueda SeñGdR, siendo NGdR superior a 1;

- determinar al menos una velocidad de referencia Wreferencia asociada a al menos una parte de la señal de giro de rueda SeñGdR

- normalizar la al menos una parte de la señal de giro de rueda SeñGdR mediante una magnitud que es una función F proporcional al cuadrado de la velocidad de referencia Wreferencia; en un número de giros de rueda N'GdR, N'GdR es mayor o igual a 1;

- remuestrear angularmente la al menos una parte de la señal de giro de rueda SeñGdR;

- definir al menos una densidad de energía S a partir de la al menos una parte de la señal de giro de rueda SeñGDR normalizada remuestreada angularmente utilizando un umbral A o, si el paso angular es fijo, al menos una magnitud espectral a partir de una señal espectral espect(Señ) de la al menos una parte de la señal de giro de rueda SeñGDR normalizada remuestreada angularmente;

- identificar la deformación de la cubierta neumática Def% como una función G de la al menos una primera densidad de energía S o de la al menos una magnitud espectral;

- definir la carga Z aplicada al conjunto montado mediante una función biyectiva H que comprende al menos como variable la deformación de la cubierta neumática Def%;

2. Método para obtener la carga aplicada a una cubierta neumática según la reivindicación 1, en el que la etapa de determinación de la velocidad de referencia Wreferencia consiste en calcular la relación entre la variación angular y el tiempo que separa dos posiciones azimutales del sensor en la cubierta neumática alrededor del eje natural de rotación a partir de la primera señal Señ o a partir de una señal sincronizada con la primera señal Señ, según la siguiente fórmula:

[Fórmula matemática 1]

donde a es la posición angular y t es la abscisa temporal asociada a la posición angular.

3. Método para obtener la carga aplicada a una cubierta neumática según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el paso angular es inferior a 18 grados, preferiblemente inferior a 6 grados y, más preferiblemente, inferior a 3 grados.

4. Método para obtener la carga aplicada a una cubierta neumática según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el método comprende una etapa de agregación de los datos de al menos una parte de la señal de giro de rueda SeñGDR normalizada remuestreada angularmente en al menos una subparte de al menos una parte de la señal de giro de rueda SeñGDR normalizada remuestreada angularmente, convirtiéndose la subparte de la al menos una parte de la señal de giro de rueda SeñGDR normalizada remuestreada angularmente en la al menos una parte de la señal de giro de rueda SeñGDR normalizada remuestreada angularmente.

5. Método para obtener la carga aplicada a una cubierta neumática según la reivindicación anterior, en el que la subparte de la al menos una parte de la señal de giro de rueda SeñGdR es un múltiplo entero de giro de rueda.

6. Método para obtener la carga aplicada a una cubierta neumática según una de las reivindicaciones anteriores, en el que, tras haber sincronizado la primera señal Señ con respecto a una posición angular de la cubierta neumática, se aplica una corrección Corr a la primera señal Señ para tener en cuenta el efecto de la gravedad terrestre antes de la etapa de normalización.

7. Método para obtener la carga aplicada a una cubierta neumática según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el método comprende una etapa de filtrado de al menos una parte de la señal de giro de rueda SeñGdR normalizada y remuestreada angularmente.

8. Método para obtener la carga aplicada a una cubierta neumática según una de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la etapa de obtención de al menos una magnitud espectral a partir de una señal espectral espect (Señ) de al menos una parte de la señal de giro de rueda SeñGDR normalizada y remuestreada angularmente consiste en identificar al menos una magnitud espectral en al menos un conjunto espectral de la señal espectral espect(Señ), preferiblemente en el primer conjunto espectral positivo de la señal espectral espect(Señ).

9. Método para obtener la carga aplicada a una cubierta neumática según la reivindicación 8, en el que la al menos una magnitud espectral identificada se incluye en el grupo que comprende el valor máximo, el valor mediano, el valor medio, la banda pasante del primer conjunto, el área bajo la curva del primer conjunto, la frecuencia del valor mediano, la frecuencia del valor medio y la frecuencia del valor máximo.

10. Método para obtener la carga aplicada a una cubierta neumática según una de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la etapa de obtener al menos una densidad de energía S a partir de al menos una parte de la señal de giro de rueda SeñGDR normalizada remuestreada angularmente mediante un umbral A consiste en definir una primera densidad de energía S+ cuando la al menos una parte de la señal de giro de rueda SeñGdR normalizada remuestreada angularmente es superior al umbral A, o en definir una segunda densidad de energía S- cuando la al menos una parte de la señal de giro de rueda SeñGdR normalizada remuestreada angularmente es inferior o igual al umbral A.

11. Método para obtener la carga aplicada a una cubierta neumática según la reivindicación 10, en el que el umbral A está comprendido entre 0,5 y 0,9.

12. Método para obtener la carga aplicada a una cubierta neumática sometida a una carga según una de las reivindicaciones 1 a 11, en el que la función G es una función lineal.

13. Método para obtener una carga aplicada a una cubierta neumática según una de las reivindicaciones 1 a 12, en el que la función H es una función afín o una función potencia según las siguientes fórmulas:

| Fórmula matemática 10a]

fí -4 *Def%f8

5

O

[Fórmula matemática 10b]

// - * * (Oe/WE

donde (A, B) o (X, Y) son parámetros relacionados con el conjunto montado.

14. Método para obtener una carga aplicada a una cubierta neumática según la reivindicación 12, en el que, estando el conjunto montado inflado a la presión de inflado P, los parámetros A o X dependen al menos de la presión de inflado P, preferiblemente, los parámetros A o X son una función afín de la presión de inflado P según la siguiente fórmula:

[Fórmula matemática lia]

/i ~ a. * P<í>?2

donde (a<1>, a<2>) o (x<1>, x<2>) son coeficientes relacionados con el conjunto montado.

15. Método para obtener una carga aplicada a una cubierta neumática según una de las reivindicaciones 13 a 14, en el que, estando el conjunto montado inflado a la presión de inflado P, los parámetros B o Y dependen al menos de la presión de inflado P, preferiblemente, los parámetros B o Y son una función afín de la presión de inflado P según la siguiente fórmula:

donde (b1, b2) o (y1, y2) son coeficientes relacionados con el conjunto montado.