CAMPO DE INVENÇÃO

[001] Refere-se a presente invenção, de um modo geral, a um equipamento tipicamente conhecido como hubodômetro, destinado à medição da distância percorrida por veículos de diversos tipos, tais como cavalos mecânicos, carretas, reboques e semirreboques.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Procedimentos rotineiros de manutenção de frota, contratos de leasing ou similares, e diversos tipos de controles de um veículo exigem o uso de um dispositivo para registrar com precisão a distância percorrida por um veiculo comerciai. Tal dispositivo, vulgarmente conhecido como um hubodômetro é tipicamente aparafusado ou de outro modo ligado a um cubo de roda do veiculo de modo a detectar a rotação da roda, estando tal rotação correlacionada com a distância percorrida em função do diâmetro externo da banda de rodagem.

[003] Uma vez que as informações de distância são utilizadas para diversos tipos de controle, tais como o consumo de combustível, de pneus, relatórios de viagem, entre outros, é imperativo que o dispositivo de registro seja estruturado de forma a impedir a alteração intencional ou inadvertida da informação de distância. É também imperativo que tal dispositivo de registro seja imune a movimentos devidos às irregularidades do pavimento, de tal modo que tais movimentos não sejam interpretados como uma rotação do cubo da roda.

[004] Dentre os hubodômetros conhecidos, pode-se citar o objeto do documento de patente US4989222 intitulado Electronic hubodometer, representado nas figuras 1 e 2 do presente pedido. Segundo ilustrado, compreende dito hubodômetro uma carcaça 12 tendo afixado um imã permanente 28, que gira solidariamente com o eixo da roda. Um elemento pendular 16, provido de um contrapeso 16a que evita sua rotação, serve de suporte para uma placa de circuito impresso 18 que contém os componentes eletrônicos, a bateria de alimentação, um display alfanumérico 22 e dois relés de palheta (reed switch) 30a e 30b acionados por campo magnético. Quando o veículo está em movimento, a rotação da carcaça faz com que o imã passe defronte a ditos relês, causando seu fechamento momentâneo. Um processador associado a esses relês totaliza o número de rotações e aciona o display 22 que exibe as informações de interesse, tal como a quilometragem percorrida.

[005] Dentre os inconvenientes desse dispositivo, pode-se citar a falta de confidencialidade dos resultados e a fragilidade do visor transparente. Outrossim, os relés de palheta estão sujeitos a desgaste e possuem vida útil limitada.

[006] Outro hubodômetro conhecido encontra-se descrito no documento de patente US2004083811 intitulado Electronic hubodometer, ilustrado nas figuras 3 e 4 do presente pedido. Em lugar de dispositivos contendo partes móveis, o objeto desse documento utiliza dois acelerômetros 114 e 115 orientados ortogonalmente- Quando a roda estiver girando, tais acelerômetros irão fornecer um sinal alternadamente positivo e negativo, decorrente da ação da gravidade sobre os mesmos. Todavia, esse dispositivo é sensível as irregularidades do pavimento, de modo que o sinal produzido apresenta-se com o aspecto exemplificado na Fig. 4, o que requer um processamento complexo para interpretação çonfiável dos dados captados.

OBJETIVOS DA INVENÇÃO

[007] Em vista do exposto constitui um objetivo da invenção proporcionar um hubodômetro seguro que seja altamente resistente a influências externas que possam alterar as informações de distância nele registradas.

[008] È outro objetivo garantir a confiabilidade das informações fornecidas, tomando o dispositivo imune a interferências causadas por choque e vibração, que são condições adversas advindas de irregularidades nas vias por onde circulam os veículos, principalmente fora de estrada, bem como de pequenos desvios de balanceamento das rodas ou instalação descentralizada do instrumento.

[009] Constitui ainda outro objetivo determinar se o veículo roda para frente ou para trás, o que permite registros de quilometragem diferenciados para cada condição.

[0010] É ainda outro objetivo garantir a confidencialidade das informações, restringindo o acesso às mesmas apenas a agentes autorizados.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[0011] Os objetivos acima enunciados, bem como outros, são atingidos pela invenção mediante o provimento de um hubodômetro compreendendo uma carcaça formada por uma base e uma capa protetora de material visualmente opaco de alta resistência mecânica e permeável às radiações eletromàgnéticas, removivelmente acoplada ao cubo da roda, com o equipamento alojado no seu interior estando dotado de meios de comunicação bidirecionais utilizando a tecnologia NFC para o envio e recebimento de informações com uma unidade externa.

[0012] De acordo com outra característica da invenção, dita unidade externa pode ser um aparelho comercialmente disponível no mercado, tal como, por exemplo, um celular ou tablet, no qual esteja incorporada a tecnologia NFC. Assim, não é necessário o uso de aparelhos específicos, bastando que seja incorporado o software específico, naqueles já dotados de tecnologia NFC.

[0013] De acordo com outra característica da invenção, a conexão entre o hubodômetro e dita unidade externa é estabelecida automaticamente, bastando que seja feita a aproximação entre ambos.

[0014] De acordo com outra característica da invenção as informações enviadas do hubodômetro via NFC para dita unidade externa compreendem dados relativos à quilometragem percorrida pelo veículo.

[0015] De acordo com outra característica da invenção as informações enviadas de dita unidade externa para o hubodômetro via tecnologia NFC compreendem dados relativos à configuração do hubodômetro.

[0016] De acordo com outra característica da invenção, ditos dados, enviados pela dita unidade externa ao hubodômetro através de ditos meios de comunicação de tecnologia NFC, compreendem um fator relacionado com o diâmetro do pneu do veículo bem como dados operacionais compreendendo, entre outros, a identificação do veículo, a identificação do hubodômetro, a posição do eixo onde foi instalado, a data da instalação no veículo, os parâmetros de calibragem do dispositivo, e a data da última leitura.

[0017] De acordo com outra característica da invenção, o conteúdo total da memória de um primeiro hubodômetro poderá ser copiado via NFC para a memória de dita unidade externa, possibilitando a clonagem das características e dados armazenados na memória de dito primeiro hubodômetro para um segundo hubodômetro, permitindo substituir um hubodômetro por uma nova unidade sem perda das informações e dados históricos previamente registrados pelo anterior.

[0018] De acordo com outra característica da invenção, o equipamento alojado no interior da carcaça compreende um dispositivo pendular anti- rotação, provido de pelo menos dois imãs permanentes dispostos de forma contrapolar, suspenso por um eixo provido de dois mancais de baixíssimo atrito, e um conjunto eletrônico solidário com o giro da carcaça compreendendo um sensor bipolar Hall associado a um processador e uma memória, e um transceptor NFC e respectiva antena para troca bidirecional de informações com uma unidade externa.

[0019] De acordo com outra característica da invenção, dito sensor bipolar Hall gira solidariamente com o cubo da roda, transitando em frente aos campos magnéticos de N e S de ditos imãs de forma cíclica e gerando pulsos elétricos em função de sua passagem por ditos campos magnéticos.

[0020] De acordo com outra característica da invenção, a saída de dito sensor bipolar Hall é uma onda retangular que possui dois estados lógicos, 0 ou 1 , a transição de um estado para o outro ocorrendo somente quando ocorrer inversão da polaridade do campo magnético atravessado pelo dito sensor bipolar Hall, permanecendo a sua saída no último estado estimulado, quando na ausência de um campo magnético.

[0021 ] Dessa forma, eventuais pulsos gerados pela repetida passagem do sensor bipolar Hall defronte a apenas um dos imãs, seja ele de polaridade N ou S, devido a eventuais oscilações do elemento pendular, não serão registrados como giros completos da roda. Para que ocorra esse registro, é necessário que haja a inversão da polaridade de saída desse sensor bipolar Hall, a qual somente ocorre quando esse sensor bipolar passar sequencialmente pelo campo de polaridade N e pelo campo de polaridade S, ou vice-versa.

[0022] De acordo com outra característica da invenção, ditos imãs estão dispostos sobre a circunferência de um círculo cujo centro é o eixo de suspensão do elemento pendular, as posições de ditos imãs subtendendo um ângulo inferior a 1.&0 graus. Em outras palavras, ditos imãs não estão dispostos nas extremidades de um diâmetro de dito círculo.

[0023] De acordo com outra característica da invenção, quando o veículo está em movimento à saída do sensor bipolar Hall é uma onda retangular assimétrica entre os níveis lógicos 1 e 0, ou seja, com diferentes durações dos níveis nos estados 1 e 0, o que permite diferenciar o deslocamento para a frente do deslocamento para a ré do veículo.

[0024] De acordo com outra característica da invenção, a ausência de indicadores visuais garante a segurança e inviolabilidade das informações fornecidas pelo hubodômetro bem como maior robustez mecânica do conjunto.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0025] As demais características e vantagens da invenção ficarão mais evidentes mediante a descrição de uma concretização exemplificativa, não limitativa, e das figuras que a ela se referem, nas quais:

[0026] As figuras I, 2, 3 e 4 ilustram hubodômetros que utilizam técnicas conhecidas.

[0027] A figura 5 mostra o diagrama de blocos simplificado do hubodômetro da invenção.

[0028] A figura 6 é uma vista explodida do hubodômetro da invenção.

[0029] As figuras 7, 8, 9 e 10 ilustram várias vistas do hubodômetro, inclusive dos componentes alojados no interior da carcaça.

[0030] A figura 11 mostra o elemento pendular numa concretização preferida do hubodômetro.

[0031] As figuras 12a...12e ilustram o comportamento do conjunto captador quando o eixo da roda gira no sentido horário.

[0032] As figuras 13a...13d ilustram, o comportamento do conjunto captador quando o eixo da roda gira no sentido anti-horário.

[0033] A. figura 14 mostra o fluxograma de operação do processador.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0034] Fazendo agora referência à Fig. 11, que ilustra o elemento pendular 10, compreende este um disco de material não magnético, no qual a distribuição desigual de massa é provida pelas áreas vazadas 11, de modo a tornar a porção superior mais leve do que a inferior. Dito disco está provido de um eixo central de sustentação, cujas extremidades estão inseridas em dois mancais de suporte de baixíssimo atrito (não ilustrados na figura), garantindo assim a permanência do disco na posição vertical, isto é, aquela ilustrada na figura, independentemente da rotação, em qualquer sentido, do eixo da roda ao qual dito hubodômetro se encontra afixado.

[0035] O referido disco está provido de dois imãs permanentes 12 e 13, orientados de modo contrapolar: o imã 12 tem seu pólo Sul voltado para a direção do observador enquanto o imã 13 tem o pólo N voltado para a direção do observador. Segundo mostra a Fig, 11, os ditos imãs estão dispostos ao longo da circunferência de um círculo cujo centro é o dito eixo de sustentação, as posições de ditos imãs subtendendo um ângulo a<l 80°. Em outras palavras, ditos imãs não estão dispostos nas extremidades de um diâmetro de dito círculo.

[0036] A Fig. 11 mostra ainda o sensor bipolar Hall 14, o qual está montado numa placa de circuito impresso solidária com a carcaça do hubodômetro (não ilustrada nessa figura),

[0037] Ao ocorrer a rotação do hubodômetro, decorrente do deslocamento do veículo, o sensor bipolar Hall irá se deslocar num círculo (linha tracejada na figura), passando, alternadamente, pelos campos de polaridade N e S dos ditos imãs permanentes.

[003.8] Em virtude desse deslocamento, ter-se-á, na saída do sensor bipolar Hall, uma sequência de transições entre dois níveis lógicos 0 e 1, ditas transições ocorrendo sempre que houver a passagem sequencial por dois campos opostos, porém permanecendo inalterado o nível lógico de saída no caso de não ocorrer à passagem por campos de polaridades opostas.

[0039] Assim, no caso de uma eventual oscilação que não corresponda a um giro completo, passando o sensor bipolar Hall repetidas vezes pelo mesmo campo magnético, por exemplo, numa sequência

ou o nível de saída, seja ele 1 ou 0, não será

modificado e o sistema não registrará uma rotação completa do eixo.

[0040] A Fig. 12 ilustra o que sucede quando a rotação ocorre em sentido horário. Na Fig. 12-a, o sensor bipolar Hall inicialmente defronta com o pólo S, passando ao nível lógico 0 a saída desse elemento, como ilustrado na Fig. 12-e.

[0041 ] Ao prosseguir o giro do eixo do veículo e, portanto, do hubodômetro, o sensor bipolar Hall percorre o ângulo a até o campo de polaridade N do imã 13 (Fig. 12-b), quando a tensão nos terminais desse elemento passa ao nível lógico 1, como mostra a Fig. 2-e.

[0042] Na continuação do giro, ilustrada na Fig. 12-c, o sensor bipolar Hall 14 completa o giro, percorrendo o ângulo voltando a passar pelo campo S, resultando uma transição do nível 1 para o nível 0 na sua saída.

[0043] Verifica-se, portanto que, no caso do sentido horário de rotação do eixo, a saída do sensor bipolar Hall consiste numa onda retangular em que a duração ti, correspondente ao nível 0, é menor do que t ₂ correspondente ao nível 1, ou seja, (t ₁ < t ₂ ).

[0044] Quando o giro for no sentido anti-horário, tem-se o comportamento do conjunto ilustrado nas figuras 13-a a 13-d. Nesse caso, o tempo ti resulta maior do que t ₂ , ( t ₁ > t ₂ ), o que possibilita ao sistema diferenciar entre o movimento para a frente e o movimento para ré do veículo,

[0045] Na Fig, 5 está ilustrado de forma simplificada o diagrama em blocos da circuitaria eletrônica. Nessa figura, 14 é o sensor bipolar Hall, cuja saída é conectada ao processador 15, o qual é alimentado pela bateria 16 e regulador 17. 0 referido processador está conectado a uma memória 22 e a um transceptor NFC 18, cuja antena é o indutor 19.

[0046] Na concretização exemplificativa ora exposta, os componentes eletrônicos encontram-se montados em duas placas de circuito impresso 20 e 21, ambas solidarias com a base do hubodômetro e girando juntamente com o eixo da roda. Todavia, outras concretizações poderão empregar apenas uma placa, permanecendo dentro do conceito inventivo básico da invenção.

[0047] O sistema opera de acordo com o íluxograma da Fig. 14.

Normalmente, o processador encontra-se em estado de hibernação, em que o consumo de energia é extremamente reduzido. Ele abandona esse estado ou por um estímulo do sensor Hall ou pela presença de um campo eletromagnético do tipo NFC. A conexão entre a unidade externa e o hubodômetro é estabelecida automaticamente, sendo necessária apenas a aproximação dessa unidade externa, dispensando quaisquer procedimentos de empareamento, configuração, etc.

[0048] Ao receber um pulso do sensor bipolar Hall, indicando que a roda completou urna volta, o processador incrementa em uma unidade o total de voltas armazenado na memória 22, retornando imediatamente ã condição de hibernação.

[0049] O totalizador de voltas poderá conter dois registros, sendo o primeiro para movimentação do veículo no sentido para a frente e o segundo no sentido para a ré. Assim, quando t ₁ for menor do que t ₂ o registro de voltas para a frente será incrementado de uma unidade, sendo o registro de voltas para ré incrementado de uma unidade quando (t ₁ > t ₂ ).

[0050] De acordo com a invenção, o processador poderá interpretar os dados captados pelo sensor bipolar Hall, por exemplo, calculando as quilometragens percorridas, mediante a multiplicação do número de voltas por um fator previamente recebido através do dispositivo de comunicação NFC.

[0051 ] Quando estimulado pelo campo NFC, o processador sai do estado de hibernação e, após interpretar o teor da comunicação enviada pela unidade externa de leitura/gravação, próxima ao hubodômetro, executa a operação correspondente. Tal operação pode consistir no envio, para a dita unidade externa, dos dados correspondentes à distância percorridos pelo veículo. Outra possibilidade é o recebimento de dados de inicialização ou atualização, tal como, por exemplo, o diâmetro do pneu, sendo ditas informações armazenadas na memória 22. Uma vez executada a operação, o processador retorna ao estado de hibernação, no qual o consumo de energia é mínimo.

[0052] Dentre as informações trocadas com dita unidade externa encontram-se as seguintes:

- quilometragem percorrida, cujo cálculo é realizado utilizando a contagem de pulsos do sensor bipolar Hall multiplicada por um fator que é função do diâmetro do pneu utilizado. Assim, por exemplo, para um pneu com 86c.m de diâmetro esse fator é aproximadamente 2,7 metros; no caso de ser a contagem de pulsos igual a 10.000, isso indica que o veiculo percorreu 27km;

- programação do diâmetro da roda do veículo, bem como atualização do valor do mesmo devido ao desgaste;

- data da instalação no veículo, identificação do veículo, data da última leitura, etc;

- nível de carga da bateria, permitindo sua eventual substituição quando necessário;

- clonagem das características e dados armazenados na memória de um instrumento para outro, pennitindo substituir um hubodômetro por uma nova unidade sem perda das informações e dados históricos previamente registrados pelo anterior.

[0053] Numa concretização preferida da invenção a troca de informações entre o hubodômetro e o ambiente externo é feita por meio de um dispositivo portátil, tal como um celular ou tablet, dotado da funcionalidade NFC. Uma importante vantagem do uso da tecnologia NFC é seu alcance limitado a alguns decímetros, o que reduz a possibilidade de captação dos dados por terceiros.

[0054] Outrossim, o protocolo de comunicação entre o hubodômetro e a unidade externa poderá ser estruturado de modo a Limitar a possibilidade de adulteração das informações armazenadas ou trocadas. Tal objetivo pode ser atingido mediante o uso de senhas específicas para cada funcionalidade. Assim, uma primeira senha pode liberar a leitura, pela unidade externa, dos dados armazenados na memória do hubodômetro ao mesmo tempo em que impede o apagamento dessas informações na memória. Uma segunda senha poderá permitir a atualização dos parâmetros armazenados na memória a partir de informações transmitidas pela unidade externa impedindo, todavia, qualquer alteração dos dados relacionados com a quilometragem, percorrida armazenados nessa memória, e assim por diante.

[0055] A figura 6 é uma vista explodida do hubodômetro, e as figuras 7 a 10 são vistas parciais do arranjo interno dos componentes, onde se podem observar os seguintes elementos:

- tampa, que serve como fechamento e proteção, mantendo o conjunto hermético;

- primeira placa eletrônica microprocessada que realiza a medição da rotação por meio de um sensor bipolar de efeito Hall;

- segunda placa eletrônica que contém a eletrônica e a antena responsável pela comunicação NFC;

- disco que se comporta como um pêndulo, que se mantém estático e suporta os 2 imãs permanentes;

- eixo de sustentação do disco, que o mantém suspenso;

- rolamentos de esferas de baixíssimo atrito fixados nas 2 placas eletrônicas que garantem a rotação do eixo com atrito desprezível;

- dois imãs contrapostos que irão estimular o sensor bipolar Hall montado na primeira placa eletrônica;

- anel espaçador, que serve de sustentação para as duas placas eletrônicas;

- sensor bipolar Hall, sensor de campo magnético por efeito Hall;

- bateria não recarregável de longa duração;

- base utilizada para dar sustentação do conjunto e dotada de pino roscado para fixação à roda do veiculo;

- tampa de material visualmente opaco e resistente, permeável ao campo magnético de comunicação NFC;

- parafusos que fazem o fechamento entre a base e a tampa.

[0056] Se bem que os diversos aspectos da invenção tenham sido descritos através de um exemplo ilustrativo, fíca entendido que modificações, substituições, alterações e meios equivalentes poderão ser introduzidos por técnicos no assunto.

[0057] De acordo, a invenção se encontra definida e delimitada pelo conjunto de reivindicações que se seguem, as quais cobrem todas as modificações e alterações incluídas no conceito inventivo do objeto da presente invenção.