EP1924449A2 - Method and device for determining the condition of at least one tyre of a vehicle wheel - Google Patents

Method and device for determining the condition of at least one tyre of a vehicle wheel

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Publication number
EP1924449A2
EP1924449A2 EP06808305A EP06808305A EP1924449A2 EP 1924449 A2 EP1924449 A2 EP 1924449A2 EP 06808305 A EP06808305 A EP 06808305A EP 06808305 A EP06808305 A EP 06808305A EP 1924449 A2 EP1924449 A2 EP 1924449A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tire
vehicle
wheel
determining
state
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06808305A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Denis Le Bret
Zahir Djama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PSA Automobiles SA
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Peugeot Citroen Automobiles SA filed Critical Peugeot Citroen Automobiles SA
Publication of EP1924449A2 publication Critical patent/EP1924449A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/06Signalling devices actuated by deformation of the tyre, e.g. tyre mounted deformation sensors or indirect determination of tyre deformation based on wheel speed, wheel-centre to ground distance or inclination of wheel axle

Definitions

  • the present invention relates to a method for diagnosing the state of at least one tire of a vehicle wheel connected to the body thereof by means of a suspension, of the type comprising, for the or each tire, a stage of acquisition of the vertical acceleration of the wheel in a reference system of the vehicle.
  • the present invention also relates to a diagnostic system implementing such a method.
  • the object of the present invention is to solve the aforementioned problem by providing a method and a system capable of diagnosing abnormalities of a tire, such as unbalance or hernia, even if it is properly inflated. .
  • the subject of the invention is a method for diagnosing the state of at least one tire of a vehicle wheel connected to the body thereof by means of a suspension, of the type comprising, for the or each tire, a step of acquiring the vertical acceleration of the wheel in a reference system of the vehicle, characterized in that it comprises:
  • the method may comprise one or more of the following characteristics:
  • the filtering frequency is greater than the rolling resistance frequency range of the wheel; the filtering frequency is greater than 25 Hz;
  • the filtering step is a high-pass filtering step
  • the step of determining the vertical excitation applied to the tire comprises a step of calculating it from an inverse model of a single-wheel mechanical model of the wheel connected to the vehicle body by means of suspension ;
  • the step of determining the state of the tire comprises a step of comparing the determined excitation with a predetermined threshold value and a step of diagnosing the state of the tire, suitable for determining that the latter has an anomaly if the determined excitation is greater than at least once at the threshold value;
  • the threshold value is substantially equal to 1 millimeter
  • the method further comprises a step of acquiring the speed of the vehicle and a supervision step adapted to trigger the diagnosis of the pneumatic state or to validate the determined state of the tire if at least the speed of the vehicle is greater than one. predetermined threshold speed;
  • the threshold speed is substantially equal to 50 km / h.
  • the invention also relates to a system for diagnosing the condition of at least one tire of a vehicle wheel connected to the body thereof by means of a suspension, of the type comprising, for the or each pneumatic means for acquiring the vertical acceleration of the wheel in a reference system of the vehicle, characterized in that it is adapted to implement a method of the aforementioned type.
  • FIG. 1 is a mechanical model of a motor vehicle wheel connected to the body thereof by a suspension
  • FIG. 2 is a schematic view of a system according to the invention.
  • FIG. 3 is a flowchart of the method implemented by the system of FIG. 2.
  • FIG. 1 shows a single-wheel mechanical model of a wheel R of a four-wheeled motor vehicle, connected to FIG. the body C of the latter by means of a suspension Su, the wheel R being in contact with the ground So.
  • the body C is modeled by a mass brought back to the wheel of M c occupying, on a vertical axis OZ of the vehicle, an altitude Z c with respect to a reference level NRef, for example the altitude of the ground So at the start of the vehicle .
  • the suspension Su is modeled by a stiffness coefficient spring K c in parallel with a damping damping coefficient R c .
  • the wheel R is modelized by a mass M r occupying on the axis OZ an altitude Z r compared to the reference level Nref.
  • the tire of this latter is modeled by a spring of coefficient of stiffness K r in contact with the ground So which occupies on the axis OZ an altitude Z s with respect to the level of reference
  • FIG. 2 a system according to the invention for diagnosing the state of a tire of a motor vehicle wheel, connected to the body thereof by means of a suspension.
  • This system is based on the single-wheel model according to the relations (1) and more particularly on a discretization of these relations.
  • This system is designated by the general reference 10 and comprises a single-axis accelerometer 12 arranged at the center of the wheel and measuring the vertical acceleration A r of it along the axis OZ.
  • the accelerometer 12 is adapted to provide, via a wire link 14, a signal representative of the vertical acceleration to means 20 provided for extracting from this signal the vertical acceleration Ar.
  • the means 20 are connected to an analog / digital converter 22, for example a 0-order sample-and-hold, adapted to digitize with a predetermined sampling period Te, for example between about 0.001 seconds and 0.02 seconds, acceleration
  • a r measured and thus output a numerical acceleration A r (k) of the wheel, where k represents the k ' th sampling time.
  • the analog / digital converter 22 is connected to a filter
  • This filter 24 is adapted to process the digital acceleration A r (k) of the wheel by applying a high-pass filtering of the higher frequencies to a predetermined filter frequency f c .
  • This frequency f c is greater than the rolling resistance frequency range of the wheel in which the power of the wheel modes is essentially concentrated. Typically, this range is substantially equal [8; 20] Hz and in a preferred embodiment of the invention, the frequency f c is substantially equal to 25 Hz.
  • the high-pass filter 24 is moreover connected to a unit 26 able to implement a diagnosis of the state of the tire as a function of the filtered digital acceleration A rf (k).
  • This unit 26 comprises a computation module 28 adapted to reconstruct a digital excitation Z s (k) applied to the tire by the ground from a model inverse to that of the relations (1) as a function of the acceleration A rf (k) filtered digital.
  • the reconstruction of such an excitation by the module 28 is carried out, for example, from a bilinear discretization of sampling period Te of the model H "1 (p), which is possible because of the property of inversion of the model H ( ⁇ ).
  • the diagnostic unit 26 also comprises a comparison module 30 connected to the calculation module 28 and suitable for comparing the reconstructed digital excitation Z s (k) with a predetermined threshold value Z threshold, for example substantially equal to 1 millimeter.
  • the unit 26 also comprises a diagnostic module 32 connected to the comparison module 30 and adapted to diagnose that the state of the tire is defective if the reconstructed excitation Z s (k) has at least N values greater than the threshold values. Zseuil, where N is a predetermined integer for example equal to 100.
  • the unit 26 is connected to an alarm system 34 housed in the passenger compartment of the vehicle and adapted to deliver a light signal and / or sound if the state tire is diagnosed as defective.
  • the system 10 comprises a supervision module 36 connected to a speed sensor 38 of the vehicle to receive a measurement of the speed thereof.
  • the supervision module 36 is able to activate the high-pass filter 24 and the calculation unit 26 when the measured speed of the vehicle is greater than a predetermined speed substantially equal to 50 km / h. Indeed, it can be shown that the diagnostic accuracy achieved by the system according to the invention is increased for vehicle speeds greater than 50 km / h.
  • FIG. 3 is a flowchart of the diagnostic method implemented by the system of FIG. 2.
  • a first initialization step 100 for example activated after starting the vehicle, an error counter is initialized to zero.
  • a next acquisition step 102 is to measure the vertical acceleration A r of the wheel and the speed V of the vehicle and to digitize these measurements according to the sampling period Te.
  • a first test is performed in 104 to know if the speed of the vehicle acquired at 102 is greater than a predetermined threshold, for example 50 km / h. If the result of this test is negative, the anomaly counter is reset to zero in a step 106. Step 106 then loops to acquisition step 102.
  • a predetermined threshold for example 50 km / h.
  • a high pass filter is applied at 108 to the digitized vertical acceleration A r (k) to substantially eliminate the frequencies thereof lower than the frequency f c .
  • a calculation step 110 the digital excitation Z s (k) applied to the tire by the ground is calculated as a function of the numerical acceleration A rf (k) filtered from the discretization of the model H ⁇ ! ( ⁇ ).
  • the excitation Z s (k) is compared with the threshold value Z se uii of 1 millimeter. Then, at 114, a second test is implemented to find out if the excitation Z s (k) has values greater than 1 mm.
  • the step 114 loops on the acquisition step 102. If not, the anomaly counter is incremented at 116 by the number of excitation values Z s (k) greater than 1. millimeter.
  • a third test is then performed at 118 to know if the value of the anomaly counter is greater than N. If the result of this test is negative, step 118 then loop on step 102. Otherwise, the state of the pneumatic is diagnosed as defective at 120. An audible and / or visual alarm the passenger compartment of the vehicle is then triggered at 122 to warn the driver of the vehicle.
  • the system and method according to the invention thus make it possible to diagnose tire anomalies, and in particular unbalance or herniation thereof, effectively, even if the tire is suitably inflated.
  • the component of the vertical acceleration of the wheel related to the adhesion of the tire to the ground and to the characteristics of the tire casing is in frequency beyond the range of rolling resistance of the tire. wheel. Beyond this frequency range, the actual excitations of the ground on the tire are less than a value of the order of a millimeter.
  • the reconstructed excitation has values higher than the threshold value Zthreshold, then this means that the tire has anomalies.
  • band pass filtering is used to also filter the noise in the high frequencies, for example above 100 Hz.

Abstract

The invention concerns a method for diagnosing the condition of at least one tyre of a vehicle wheel connected to the body shell thereof via a suspension, including, for the or each tyre, a step (102) of acquiring the vertical acceleration of the wheel in a reference model of the vehicle. Said method includes a step (108) of filtering the acquired acceleration to eliminate the frequencies thereof lower than a predetermined filtering frequency, a step (110) of determining a vertical excitation applied to the tyre based on the filtered acceleration, and a step (112, 114, 116, 118, 120) of determining the condition of the tyre based on the determined excitation.

Description

Procédé et système de détermination de l'état d'au moins un pneumatique d'une roue de véhiculeMethod and system for determining the condition of at least one tire of a vehicle wheel
La présente invention concerne un procédé de diagnostic de l'état d'au moins un pneumatique d'une roue de véhicule raccordée à la caisse de celui-ci au moyen d'une suspension, du type comprenant, pour le ou chaque pneumatique, une étape d'acquisition de l'accélération verticale de la roue dans un référentiel du véhicule. La présente invention concerne également un système de diagnostic mettant en œuvre un tel procédé.The present invention relates to a method for diagnosing the state of at least one tire of a vehicle wheel connected to the body thereof by means of a suspension, of the type comprising, for the or each tire, a stage of acquisition of the vertical acceleration of the wheel in a reference system of the vehicle. The present invention also relates to a diagnostic system implementing such a method.
Il existe des procédés utilisant la mesure de la vitesse de rotation d'une roue de véhicule automobile pour diagnostiquer l'état du pneumatique de celle-ci, et notamment son sous-gonflage. Or, un sous-gonflage non corrigé rapidement provoque une altération irréversible du comportement dynamique du pneumatique, même une fois que celui-ci est regonflé, que les procédés de l'état de la technique ne permettent pas de diagnostiquer.There are methods using the measurement of the rotation speed of a motor vehicle wheel to diagnose the state of the tire thereof, and in particular its underinflation. However, a rapid uncorrected under-inflation causes an irreversible alteration of the dynamic behavior of the tire, even once it is re-inflated, that the methods of the state of the art do not allow to diagnose.
Le but de la présente invention est de résoudre le problème susmentionné en proposant un procédé et un système capables de diagnostiquer des anomalies d'un pneumatique, tels qu'un balourd ou une hernie, et cela même si celui-ci est gonflé de manière convenable.The object of the present invention is to solve the aforementioned problem by providing a method and a system capable of diagnosing abnormalities of a tire, such as unbalance or hernia, even if it is properly inflated. .
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de diagnostic de l'état d'au moins un pneumatique d'une roue de véhicule raccordée à la caisse de celui-ci au moyen d'une suspension, du type comprenant, pour le ou chaque pneumatique, une étape d'acquisition de l'accélération verticale de la roue dans un référentiel du véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend :For this purpose, the subject of the invention is a method for diagnosing the state of at least one tire of a vehicle wheel connected to the body thereof by means of a suspension, of the type comprising, for the or each tire, a step of acquiring the vertical acceleration of the wheel in a reference system of the vehicle, characterized in that it comprises:
- une étape de filtrage de l'accélération acquise pour éliminer les fréquences de celle-ci inférieures à une fréquence de filtrage prédéterminée ;a step of filtering the acceleration acquired to eliminate the frequencies thereof that are lower than a predetermined filtering frequency;
- une étape de détermination d'une excitation verticale appliquée au pneumatique en fonction de l'accélération filtrée ; eta step of determining a vertical excitation applied to the tire as a function of the filtered acceleration; and
- une étape de détermination de l'état du pneumatique en fonction de l'excitation déterminée. Selon des modes particuliers de mise en œuvre, le procédé peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :a step of determining the state of the tire as a function of the determined excitation. According to particular modes of implementation, the method may comprise one or more of the following characteristics:
- la fréquence de filtrage est supérieure à la gamme de fréquences de résistance au roulement de la roue ; - la fréquence de filtrage est supérieure à 25 Hz ;the filtering frequency is greater than the rolling resistance frequency range of the wheel; the filtering frequency is greater than 25 Hz;
- l'étape de filtrage est une étape de filtrage passe-haut ;the filtering step is a high-pass filtering step;
- l'étape de détermination de l'excitation verticale appliquée au pneumatique comprend une étape de calcul de celle-ci à partir d'un modèle inverse d'un modèle mécanique mono-roue de la roue raccordée à la caisse du véhicule au moyen de la suspension ;the step of determining the vertical excitation applied to the tire comprises a step of calculating it from an inverse model of a single-wheel mechanical model of the wheel connected to the vehicle body by means of suspension ;
- l'étape de détermination de l'état du pneumatique comprend une étape de comparaison de l'excitation déterminée à une valeur de seuil prédéterminée et une étape de diagnostic de l'état du pneumatique propre à déterminer que celui-ci présente une anomalie si l'excitation déterminée est supérieure au moins une fois à la valeur de seuil ;the step of determining the state of the tire comprises a step of comparing the determined excitation with a predetermined threshold value and a step of diagnosing the state of the tire, suitable for determining that the latter has an anomaly if the determined excitation is greater than at least once at the threshold value;
- la valeur de seuil est sensiblement égale à 1 millimètre ;the threshold value is substantially equal to 1 millimeter;
- le procédé comprend en outre une étape d'acquisition de la vitesse du véhicule et une étape de supervision adaptée pour déclencher le diagnostic de l'état pneumatique ou valider l'état déterminé du pneumatique si au moins la vitesse du véhicule est supérieure à une vitesse de seuil prédéterminée ; etthe method further comprises a step of acquiring the speed of the vehicle and a supervision step adapted to trigger the diagnosis of the pneumatic state or to validate the determined state of the tire if at least the speed of the vehicle is greater than one. predetermined threshold speed; and
- la vitesse de seuil est sensiblement égale à 50 km/h. L'invention a également pour objet un système de diagnostic de l'état d'au moins un pneumatique d'une roue de véhicule raccordée à la caisse de celui-ci au moyen d'une suspension, du type comprenant, pour le ou chaque pneumatique, des moyens d'acquisition de l'accélération verticale de la roue dans un référentiel du véhicule, caractérisé en ce qu'il est adapté pour mettre en œuvre un procédé du type susmentionné.- The threshold speed is substantially equal to 50 km / h. The invention also relates to a system for diagnosing the condition of at least one tire of a vehicle wheel connected to the body thereof by means of a suspension, of the type comprising, for the or each pneumatic means for acquiring the vertical acceleration of the wheel in a reference system of the vehicle, characterized in that it is adapted to implement a method of the aforementioned type.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en relation avec les des- sins annexés, dans lesquels :The invention will be better understood on reading the description which will follow, given solely by way of example, and in relation to the appended drawings, in which:
- la figure 1 est un modèle mécanique d'une roue de véhicule automobile raccordée à la caisse de celui-ci par une suspension ; - la figure 2 est une vue schématique d'un système selon l'invention ; et- Figure 1 is a mechanical model of a motor vehicle wheel connected to the body thereof by a suspension; FIG. 2 is a schematic view of a system according to the invention; and
- la figure 3 est un organigramme du procédé mis en œuvre par le système de la figure 2. Sur la figure 1 , il est illustré un modèle mécanique mono-roue d'une roue R d'un véhicule automobile à quatre roues, raccordée à la caisse C de celui-ci au moyen d'une suspension Su, la roue R étant en contact avec le sol So.FIG. 3 is a flowchart of the method implemented by the system of FIG. 2. FIG. 1 shows a single-wheel mechanical model of a wheel R of a four-wheeled motor vehicle, connected to FIG. the body C of the latter by means of a suspension Su, the wheel R being in contact with the ground So.
La caisse C est modélisée par une masse ramenée à la roue de Mc occupant, sur un axe OZ vertical du véhicule, une altitude Zc par rapport à un niveau de référence NRef, par exemple l'altitude du sol So au démarrage du véhicule.The body C is modeled by a mass brought back to the wheel of M c occupying, on a vertical axis OZ of the vehicle, an altitude Z c with respect to a reference level NRef, for example the altitude of the ground So at the start of the vehicle .
La suspension Su est modélisée par un ressort de coefficient de raideur Kc en parallèle avec un amortisseur de coefficient d'amortissement Rc . La roue R est modélisée par une masse Mr occupant sur l'axe OZ une altitude Zr par rapport au niveau de référence Nref. Le pneumatique de celle-ci est modélisé par un ressort de coefficient de raideur Kr en contact avec le sol So qui occupe sur l'axe OZ une altitude Zs par rapport au niveau de référenceThe suspension Su is modeled by a stiffness coefficient spring K c in parallel with a damping damping coefficient R c . The wheel R is modelized by a mass M r occupying on the axis OZ an altitude Z r compared to the reference level Nref. The tire of this latter is modeled by a spring of coefficient of stiffness K r in contact with the ground So which occupies on the axis OZ an altitude Z s with respect to the level of reference
Nref. Lorsque le véhicule se déplace, le comportement de ce système mécanique est commandé par l'évolution dans le temps de l'altitude Zs du sol.Nref. When the vehicle moves, the behavior of this mechanical system is controlled by the evolution over time of the altitude Z s of the ground.
A l'aide du principe fondamental de la dynamique, il peut être montré que le modèle mécanique mono-roue de la figure 1 satisfait aux relations suivantes :Using the fundamental principle of dynamics, it can be shown that the single-wheel mechanical model of Figure 1 satisfies the following relationships:
A r(p) _πr^ _ Krp2 (Mcp2 + RcP + Kc) Zs(p) W L(p) (1 ) A r (p) _ πr ^ _ K r p 2 (M c p 2 + R c P + K c ) Z s (p) W L (p) (1)
L(p) = MrMcp4 + RC (MC + Mr)p3 + (MrKc + Mc (Kr + Kc))p2 + RcKrp + KcKr L (p) = M r M c p 4 + R C (M C + M r ) p 3 + (M r K c + M c (K r + K c )) p 2 + R c K r p + K c K r
où p est la variable de Laplace et Ar est l'accélération verticale selon l'axe OZ du centre de la roue R. II peut être montré que le modèle selon les relations (1 ) est inversible.where p is the Laplace variable and A r is the vertical acceleration along the OZ axis of the center of the R wheel. It can be shown that the model according to relations (1) is invertible.
Il va maintenant être décrit en relation avec la figure 2, un système selon l'invention de diagnostic de l'état d'un pneumatique d'une roue de véhi- cule automobile, raccordée à la caisse de celui-ci au moyen d'une suspension.It will now be described with reference to FIG. 2, a system according to the invention for diagnosing the state of a tire of a motor vehicle wheel, connected to the body thereof by means of a suspension.
Ce système se fonde sur le modèle mono-roue selon les relations (1 ) et plus particulièrement sur une discrétisation de ces relations.This system is based on the single-wheel model according to the relations (1) and more particularly on a discretization of these relations.
Ce système est désigné sous la référence générale 10 et comporte un accéléromètre 12 mono-axe agencé au niveau du centre de la roue et mesu- rant l'accélération verticale Ar de celle-ci selon l'axe OZ.This system is designated by the general reference 10 and comprises a single-axis accelerometer 12 arranged at the center of the wheel and measuring the vertical acceleration A r of it along the axis OZ.
L'accéléromètre 12 est propre à fournir, via une liaison filaire 14, un signal représentatif de l'accélération verticale à des moyens 20 prévus pour extraire de ce signal l'accélération verticale Ar.The accelerometer 12 is adapted to provide, via a wire link 14, a signal representative of the vertical acceleration to means 20 provided for extracting from this signal the vertical acceleration Ar.
Les moyens 20 sont connectés à un convertisseur analogi- que/numérique 22, par exemple un échantillonneur bloqueur d'ordre 0, adapté pour numériser avec une période d'échantillonnage prédéterminée Te, par exemple comprise entre environ 0,001 seconde et 0,02 seconde, l'accélérationThe means 20 are connected to an analog / digital converter 22, for example a 0-order sample-and-hold, adapted to digitize with a predetermined sampling period Te, for example between about 0.001 seconds and 0.02 seconds, acceleration
Ar mesurée et ainsi délivrer en sortie une accélération numérique Ar(k) de la roue, où k représente le k'eme instant d'échantillonnage. Le convertisseur analogique/numérique 22 est connecté à un filtreA r measured and thus output a numerical acceleration A r (k) of the wheel, where k represents the k ' th sampling time. The analog / digital converter 22 is connected to a filter
24. Ce filtre 24 est adapté pour traiter l'accélération numérique Ar(k) de la roue en lui appliquant un filtrage passe-haut des fréquences supérieures à une fréquence de filtrage prédéterminée fc .24. This filter 24 is adapted to process the digital acceleration A r (k) of the wheel by applying a high-pass filtering of the higher frequencies to a predetermined filter frequency f c .
Cette fréquence fc est supérieure à la gamme de fréquences de ré- sistance au roulement de la roue dans laquelle se concentre essentiellement la puissance des modes de la roue. De manière typique, cette gamme est sensiblement égale [8 ; 20] Hz et dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la fréquence fc est sensiblement égale à 25 Hz. Ainsi, les fréquences inférieures à fc de l'accélération numérique Ar(k) sont sensiblement éliminées par le filtre 24. Le filtre passe-haut 24 est par ailleurs connecté à une unité 26 propre à mettre en œuvre un diagnostic de l'état du pneumatique en fonction de l'accélération Arf (k) numérique filtrée.This frequency f c is greater than the rolling resistance frequency range of the wheel in which the power of the wheel modes is essentially concentrated. Typically, this range is substantially equal [8; 20] Hz and in a preferred embodiment of the invention, the frequency f c is substantially equal to 25 Hz. Thus, the frequencies below f c of the digital acceleration A r (k) are substantially eliminated by the filter 24. The high-pass filter 24 is moreover connected to a unit 26 able to implement a diagnosis of the state of the tire as a function of the filtered digital acceleration A rf (k).
Cette unité 26 comprend un module de calcul 28 propre à recons- truire une excitation numérique Zs(k) appliquée au pneumatique par le sol à partir d'un modèle inverse de celui des relations (1 ) en fonction de l'accélération Arf (k) numérique filtrée. La reconstruction une telle excitation par le module 28 est réalisée à partir, par exemple, d'une discrétisation bilinéaire de période d'échantillonnage Te du modèle H"1 (p) , ce qui est possible du fait de la proprié- té d'inversion du modèle H(ρ) .This unit 26 comprises a computation module 28 adapted to reconstruct a digital excitation Z s (k) applied to the tire by the ground from a model inverse to that of the relations (1) as a function of the acceleration A rf (k) filtered digital. The reconstruction of such an excitation by the module 28 is carried out, for example, from a bilinear discretization of sampling period Te of the model H "1 (p), which is possible because of the property of inversion of the model H (ρ).
L'unité 26 de diagnostic comprend également un module 30 de comparaison connecté au module de calcul 28 et propre à comparer l'excitation numérique reconstruite Zs(k) à une valeur de seuil prédéterminée Zseuil, par exemple sensiblement égale à 1 millimètre. L'unité 26 comprend également un module 32 de diagnostic connecté au module 30 de comparaison et adapté pour diagnostiquer que l'état du pneumatique est défectueux si l'excitation reconstruite Zs(k) présente au moins N valeurs supérieures à la valeurs de seuil Zseuil, où N est un nombre entier prédéterminé par exemple égal à 100. L'unité 26 est connectée à un système d'alarme 34 logé dans l'habitacle du véhicule et adapté pour délivrer un signal lumineux et/ou sonore si l'état du pneumatique est diagnostiqué comme défectueux.The diagnostic unit 26 also comprises a comparison module 30 connected to the calculation module 28 and suitable for comparing the reconstructed digital excitation Z s (k) with a predetermined threshold value Z threshold, for example substantially equal to 1 millimeter. The unit 26 also comprises a diagnostic module 32 connected to the comparison module 30 and adapted to diagnose that the state of the tire is defective if the reconstructed excitation Z s (k) has at least N values greater than the threshold values. Zseuil, where N is a predetermined integer for example equal to 100. The unit 26 is connected to an alarm system 34 housed in the passenger compartment of the vehicle and adapted to deliver a light signal and / or sound if the state tire is diagnosed as defective.
Enfin, le système 10 selon l'invention comprend un module de supervision 36 connecté à un capteur de vitesse 38 du véhicule pour recevoir une mesure de la vitesse de celui-ci. Le module de supervision 36 est propre à activer le filtre passe-haut 24 et l'unité de calcul 26 lorsque la vitesse mesurée du véhicule est supérieure à une vitesse prédéterminée sensiblement égale à 50 km/h. En effet, il peut être montré que la précision du diagnostic réalisé par le système selon l'invention est augmentée pour des vitesses du véhicule supé- heures à 50 km/h. La figure 3 est un organigramme du procédé de diagnostic mis en œuvre par le système de la figure 2.Finally, the system 10 according to the invention comprises a supervision module 36 connected to a speed sensor 38 of the vehicle to receive a measurement of the speed thereof. The supervision module 36 is able to activate the high-pass filter 24 and the calculation unit 26 when the measured speed of the vehicle is greater than a predetermined speed substantially equal to 50 km / h. Indeed, it can be shown that the diagnostic accuracy achieved by the system according to the invention is increased for vehicle speeds greater than 50 km / h. FIG. 3 is a flowchart of the diagnostic method implemented by the system of FIG. 2.
Dans une première étape 100 d'initialisation, par exemple activée à la suite du démarrage du véhicule, un compteur d'anomalies est initialisé à zé- ro.In a first initialization step 100, for example activated after starting the vehicle, an error counter is initialized to zero.
Une étape 102 d'acquisition suivante consiste à mesurer l'accélération Ar verticale de la roue et la vitesse V du véhicule et à numériser ces mesures selon la période d'échantillonnage Te.A next acquisition step 102 is to measure the vertical acceleration A r of the wheel and the speed V of the vehicle and to digitize these measurements according to the sampling period Te.
Ensuite, un premier test est réalisé en 104 pour savoir si la vitesse du véhicule acquise en 102 est supérieure à un seuil prédéterminé, par exemple 50 km/h. Si le résultat de ce test est négatif, le compteur d'anomalies est réinitialisé à zéro dans une étape 106. L'étape 106 boucle ensuite sur l'étape d'acquisition 102.Then, a first test is performed in 104 to know if the speed of the vehicle acquired at 102 is greater than a predetermined threshold, for example 50 km / h. If the result of this test is negative, the anomaly counter is reset to zero in a step 106. Step 106 then loops to acquisition step 102.
Si le résultat du test en 104 est positif, un filtrage passe-haut est ap- pliqué en 108 à l'accélération verticale numérisée Ar(k) pour sensiblement éliminer les fréquences de celle-ci inférieures à la fréquence fc .If the result of the test at 104 is positive, a high pass filter is applied at 108 to the digitized vertical acceleration A r (k) to substantially eliminate the frequencies thereof lower than the frequency f c .
Puis, dans une étape de calcul 110, l'excitation numérique Zs(k) appliquée au pneumatique par le sol est calculée en fonction de l'accélération Arf (k) numérique filtrée à partir de la discrétisation du modèle H~!(ρ) . Dans une étape 112 suivante, l'excitation Zs(k) est comparée à la valeur de seuil Zseuii de 1 millimètre. Puis, en 114, un deuxième test est mis en œuvre pour savoir si l'excitation Zs(k) présente des valeurs supérieures à 1 mm.Then, in a calculation step 110, the digital excitation Z s (k) applied to the tire by the ground is calculated as a function of the numerical acceleration A rf (k) filtered from the discretization of the model H ~! (ρ). In a next step 112, the excitation Z s (k) is compared with the threshold value Z se uii of 1 millimeter. Then, at 114, a second test is implemented to find out if the excitation Z s (k) has values greater than 1 mm.
Si le résultat de ce test est négatif, l'étape 114 boucle sur l'étape d'acquisition 102. Sinon, le compteur d'anomalies est incrémenté en 116 du nombre de valeurs de l'excitation Zs(k) supérieures à 1 millimètre.If the result of this test is negative, the step 114 loops on the acquisition step 102. If not, the anomaly counter is incremented at 116 by the number of excitation values Z s (k) greater than 1. millimeter.
Un troisième test est alors réalisé en 118 pour savoir si la valeur du compteur d'anomalies est supérieure à N. Si le résultat de ce test est négatif, l'étape 118 boucle alors sur l'étape 102. Sinon, l'état du pneumatique est dia- gnostiqué comme défectueux en 120. Une alarme sonore et/ou visuelle dans l'habitacle du véhicule est alors déclenchée en 122 pour en avertir le conducteur du véhicule.A third test is then performed at 118 to know if the value of the anomaly counter is greater than N. If the result of this test is negative, step 118 then loop on step 102. Otherwise, the state of the pneumatic is diagnosed as defective at 120. An audible and / or visual alarm the passenger compartment of the vehicle is then triggered at 122 to warn the driver of the vehicle.
Le système et le procédé selon l'invention permettent donc de diagnostiquer des anomalies du pneumatique, et notamment un balourd ou une hernie de celui-ci, de manière efficace et cela même si le pneumatique est gonflé de manière convenable. En effet, on constate que la composante de l'accélération verticale de la roue liée à l'adhérence du pneumatique sur le sol et aux caractéristiques de l'enveloppe du pneumatique se situe en fréquence au-delà de la gamme de résistance au roulement de la roue. Or au-delà de cette gamme de fréquences, les excitations réelles du sol sur le pneumatique sont inférieures à une valeur de l'ordre du millimètre. Ainsi, pour un pneumatique sain ne présentant pas d'anomalie, aucune accélération verticale importante de la roue ne peut être générée au-delà de la gamme de résistance au roulement. Aussi, si l'excitation reconstruite présente des valeurs supérieures à la valeur de seuil Zseuil, alors cela signifie que le pneumatique présente des anomalies.The system and method according to the invention thus make it possible to diagnose tire anomalies, and in particular unbalance or herniation thereof, effectively, even if the tire is suitably inflated. Indeed, it is found that the component of the vertical acceleration of the wheel related to the adhesion of the tire to the ground and to the characteristics of the tire casing is in frequency beyond the range of rolling resistance of the tire. wheel. Beyond this frequency range, the actual excitations of the ground on the tire are less than a value of the order of a millimeter. Thus, for a healthy tire with no abnormality, no significant vertical acceleration of the wheel can be generated beyond the rolling resistance range. Also, if the reconstructed excitation has values higher than the threshold value Zthreshold, then this means that the tire has anomalies.
Bien qu'il ait été décrit le diagnostic de l'état d'un pneumatique d'une roue de véhicule automobile, le procédé et le système selon l'invention peuvent s'appliquer à d'autres types de véhicule, comme par exemple un motocycle ou un véhicule multi-trains.Although it has been described the diagnosis of the state of a tire of a motor vehicle wheel, the method and the system according to the invention can be applied to other types of vehicle, such as for example a motorcycle or a multi-train vehicle.
De même, bien qu'il ait été décrit un filtrage passe-haut pour éliminer les fréquences de l'accélération verticale de la roue inférieures à une fréquence prédéterminée, en variante, un filtrage passe-bande est utilisé pour également filtrer le bruit dans les hautes fréquences, par exemple au-delà de 100 Hz.Similarly, although high pass filtering has been described to eliminate the frequencies of the vertical acceleration of the wheel below a predetermined frequency, alternatively, band pass filtering is used to also filter the noise in the high frequencies, for example above 100 Hz.
De même, bien qu'il ait été décrit une supervision qui active le diagnostic de l'état du pneumatique pour des vitesses du véhicule supérieures à 50 km/h, en variante, le diagnostic est activé en continu et la supervision consiste à valider les résultats du diagnostic pour des vitesses du véhicule su- périeures à 50 km/h.Similarly, although a supervision has been described which activates the diagnosis of the tire condition for vehicle speeds above 50 km / h, alternatively, the diagnosis is continuously activated and the supervision consists in validating the diagnostic results for vehicle speeds above 50 km / h.
De même, bien qu'il ait été décrit un procédé et un système appliqués à un seul pneumatique, en variante, ceux-ci s'appliquent à un nombre quelconque de pneumatiques du véhicule. Enfin, bien qu'il ait été décrit un pneumatique excité par le sol lorsque le véhicule se déplace, on comprendra que la présente invention s'applique également lorsque le véhicule est placé sur un banc de roulage. Likewise, although a method and a system applied to a single tire have been described, alternatively, these apply to any number of tires of the vehicle. Finally, although it has been described a tire excited by the ground when the vehicle moves, it will be understood that the present invention also applies when the vehicle is placed on a running bench.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de diagnostic de l'état d'au moins un pneumatique d'une roue (R) de véhicule raccordée à la caisse (C) de celui-ci au moyen d'une suspension (Su), du type comprenant, pour le ou chaque pneumatique, une étape (102) d'acquisition de l'accélération verticale de la roue dans un référentiel du véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend :A method for diagnosing the condition of at least one tire of a vehicle wheel (R) connected to the body (C) thereof by means of a suspension (Su), of the type comprising, for the or each tire, a step (102) for acquiring the vertical acceleration of the wheel in a reference frame of the vehicle, characterized in that it comprises:
- une étape (108) de filtrage de l'accélération acquise pour éliminer les fréquences de celle-ci inférieures à une fréquence de filtrage prédéterminée ; - une étape (110) de détermination d'une excitation verticale appliquée au pneumatique en fonction de l'accélération filtrée ; eta step (108) for filtering the acceleration acquired to eliminate the frequencies thereof that are lower than a predetermined filtering frequency; a step (110) for determining a vertical excitation applied to the tire as a function of the filtered acceleration; and
- une étape (112, 114, 116, 118, 120) de détermination de l'état du pneumatique en fonction de l'excitation déterminée.a step (112, 114, 116, 118, 120) for determining the state of the tire as a function of the determined excitation.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la fré- quence de filtrage est supérieure à la gamme de fréquences de résistance au roulement de la roue.2. Method according to claim 1, characterized in that the filtering frequency is greater than the rolling resistance frequency range of the wheel.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la fréquence de filtrage est supérieure à 25 Hz.3. Method according to claim 2, characterized in that the filtering frequency is greater than 25 Hz.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape (108) de filtrage est une étape de filtrage passe- haut.4. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the step (108) of filtering is a high-pass filtering step.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape (110) de détermination de l'excitation verticale appliquée au pneumatique comprend une étape de calcul de celle-ci à partir d'un modèle inverse d'un modèle mécanique mono-roue de la roue raccordée à la caisse du véhicule au moyen de la suspension.5. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the step (110) of determining the vertical excitation applied to the tire comprises a step of calculating it from an inverse model of a single wheel mechanical model of the wheel connected to the vehicle body by means of the suspension.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape (112, 114, 116, 118, 120) de détermination de l'état du pneumatique comprend une étape (112) de comparaison de l'excitation déterminée à une valeur de seuil prédéterminée et une étape (120) de diagnostic de l'état du pneumatique propre à déterminer que celui-ci présente une anomalie si l'excitation déterminée est supérieure au moins une fois à la valeur de seuil. 6. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the step (112, 114, 116, 118, 120) for determining the state of the tire comprises a step (112) for comparing the excitation. determined to a predetermined threshold value and a step (120) for diagnosing the state of the tire to determine that it has an anomaly if the determined excitation is greater than at least once the threshold value.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la valeur de seuil est sensiblement égale à 1 millimètre.7. Method according to claim 6, characterized in that the threshold value is substantially equal to 1 millimeter.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape (102) d'acquisition de la vitesse du véhicule et une étape (104) de supervision adaptée pour déclencher le diagnostic de l'état pneumatique ou valider l'état déterminé du pneumatique si au moins la vitesse du véhicule est supérieure à une vitesse de seuil prédéterminée.8. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a step (102) for acquiring the speed of the vehicle and a step (104) supervision adapted to trigger the diagnosis of the pneumatic state or validate the determined state of the tire if at least the speed of the vehicle is greater than a predetermined threshold speed.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la vitesse de seuil est sensiblement égale à 50 km/h.9. The method of claim 8, characterized in that the threshold speed is substantially equal to 50 km / h.
10. Système de diagnostic de l'état d'au moins un pneumatique d'une roue (R) de véhicule raccordée à la caisse (C) de celui-ci au moyen d'une suspension (Su), du type comprenant, pour le ou chaque pneumatique, des moyens d'acquisition de l'accélération verticale de la roue dans un référentiel du véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte :10. System for diagnosing the state of at least one tire of a vehicle wheel (R) connected to the body (C) thereof by means of a suspension (Su), of the type comprising, for the or each tire, means for acquiring the vertical acceleration of the wheel in a reference frame of the vehicle, characterized in that it comprises:
- des moyens (24) de filtrage de l'accélération acquise pour éliminer des fréquences de celles-ci inférieures à une fréquence de filtrage prédéterminée ;means (24) for filtering the acceleration acquired to eliminate frequencies thereof that are lower than a predetermined filtering frequency;
- des moyens (28) de détermination d'une excitation verticale appli- quée au pneumatique en fonction de l'accélération filtrée ; etmeans (28) for determining a vertical excitation applied to the tire as a function of the filtered acceleration; and
- des moyens (30, 32) de détermination de l'état du pneumatique en fonction de l'excitation déterminée, lesdits moyens (24, 26, 36, 38) étant adaptés pour mettre en œuvre un procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9. means (30, 32) for determining the state of the tire as a function of the determined excitation, said means (24, 26, 36, 38) being adapted to implement a method according to any one of the claims 7 to 9.
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