EP3234541A1 - Système d'évaluation de l'état d'un pneumatique - Google Patents

Système d'évaluation de l'état d'un pneumatique

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Publication number
EP3234541A1
EP3234541A1 EP15808597.7A EP15808597A EP3234541A1 EP 3234541 A1 EP3234541 A1 EP 3234541A1 EP 15808597 A EP15808597 A EP 15808597A EP 3234541 A1 EP3234541 A1 EP 3234541A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tire
detection device
housing
detecting
evaluation system
Prior art date
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Ceased
Application number
EP15808597.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Thomas Ledoux
Denis Martin
Guillaume HEREDIA
Alexandre PERNOT
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.)
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Original Assignee
Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Michelin Recherche et Technique SA France
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 Michelin Recherche et Technique SA Switzerland, Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA, Michelin Recherche et Technique SA France filed Critical Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Publication of EP3234541A1 publication Critical patent/EP3234541A1/fr
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/02—Tyres
    • G01M17/021—Tyre supporting devices, e.g. chucks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/24—Wear-indicating arrangements
    • B60C11/246—Tread wear monitoring systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B13/00—Measuring arrangements characterised by the use of fluids
    • G01B13/24—Measuring arrangements characterised by the use of fluids for measuring the deformation in a solid
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws

Definitions

  • the present invention relates to a system for evaluating the state of a tire, and more particularly the wear state of a tire.
  • the tread of a tire is provided with a sculpture including elements of sculpture or elementary blocks delimited by various main grooves, longitudinal, transverse or oblique, the elementary blocks may further comprise various incisions or slices finer.
  • the grooves are channels for evacuating water during a wet run and define the leading edges of the carving elements.
  • the tread When a tire is new, the tread is at its maximum height. This initial height may vary depending on the type of tire considered and the purpose for which it is intended; for example, "winter" tires generally have a greater tread depth than "summer” tires.
  • the height of the elementary blocks of the sculpture decreases and the stiffness of these elementary blocks increases. Increasing the stiffness of the elementary blocks of sculpture results in a decrease in certain performances of the tire, such as wet grip.
  • the water evacuation capacities decrease sharply when the depth of the channels of the sculptures decreases.
  • US document 2009/0000370 discloses a measuring system comprising a running wheel intended to accommodate the passage of a vehicle.
  • the system includes a power source that transmits a wireless signal to the tire, and a sensor that detects a signal transmitted back by the tire. From this feedback signal, a control unit determines the depth of the tread of the tire.
  • this system requires a constant supply of the various elements, and thus offers only a small autonomy.
  • the present invention therefore aims to overcome this disadvantage, by proposing an autonomous system for evaluating the state of a tire.
  • the invention proposes a system for evaluating the state of a tire, the system comprising a first housing placed on the ground and a device for detecting the wear of a tire during a passage. tire on said first housing, said system further comprising
  • the wear detection device comprises, in an advantageous embodiment, a housing with an application face intended to be in contact with the surface of the tire and a sensor placed in the housing capable of measuring the distance that separates said sensor of the metal reinforcements constituting the tire.
  • the sensor comprises, for example, a static or alternating magnetic field source and an adjacent sensitive element, the source being a coil or a permanent magnet and the sensitive element a sensor whose output signal may, for example, be a function of the level of the local magnetic induction field.
  • the sensing element is positioned so that the intensity of the magnetic field varies as the distance d decreases.
  • the sensitive element is selected from the group of Hall effect or magnetoresistive sensors.
  • the sensitive element is a coil.
  • the senor capable of measuring the distance separating said sensor from the metal reinforcements constituting the tire is an eddy current sensor.
  • the detection device advantageously comprises several sensors of the same type, installed in the housing on the ground.
  • the system is such that the distance, projected on a surface parallel to the taxiing ground, between the first presence detection device or an access ramp to the housing and the wear detection device. is greater than the distance traveled by a vehicle at a predetermined speed in a time corresponding to the time required for activation of the wear detection device.
  • the time required for the activation of the wear detection device is, for example, of the order of ten milliseconds.
  • the predetermined speed is, for example, a maximum speed recommended for the use of the evaluation system, or a speed beyond which the correct operation of the system is not guaranteed for a user.
  • the first device for detecting the presence of a tire comprises at least one sensor responsive to the variation in intensity and / or orientation of the earth's magnetic field.
  • the approach of a vehicle or tire causes local variations in the Earth's magnetic field, which can be detected and used as an indication of the presence of a tire on the system.
  • a magnetometer preferably selected for its low power consumption in standby and in operation, preferably less than 600 ⁇ .
  • the first device for detecting the presence of a tire comprises at least one extensometer, for measuring the deformations induced on the housing during the presence of a vehicle.
  • extensometer for measuring the deformations induced on the housing during the presence of a vehicle.
  • extensometer with resistant son also called strain gauges or strain gauges will be used in the following description.
  • strain gauges will be installed in series and / or in parallel, and connected to a central electronic evaluation system. They are advantageously installed in cavities arranged in the housing, for example at access ramps to the housing.
  • the first device for detecting the presence of a tire comprises at least one sealed cavity accommodating a fluid and a pressure sensor installed so as to measure the pressure of the fluid in this cavity.
  • a pressure sensor installed so as to measure the pressure of the fluid in this cavity.
  • several cavities are arranged in an access ramp of the housing. These cavities are filled with a fluid, for example air or a liquid, at a pressure close to atmospheric pressure.
  • the arrival of a tire on the housing causes an increase in pressure of the fluid in the cavity, detected by the pressure sensor, and which can be used as an indicator of the presence of a vehicle on the housing.
  • a mechanical contact detector implementing a flexible blade. This contact detector is positioned at one end of the cavity, and subjected to a movement of the fluid during an increase in pressure in the cavity. This detector closes electrically when a vehicle is present on the housing.
  • the first presence detection device comprises at least one accelerometer, preferably chosen to be sensitive to vibrations caused by the arrival of a tire on the housing.
  • This accelerometer will advantageously be chosen for its low consumption in standby and in operation, preferably less than 600 ⁇ .
  • the presence detection device comprises a shock sensitive sensor.
  • the presence detection device is directly attached to the housing, for example in a cavity formed in the housing.
  • the detection device can be positioned parallel to the ground hosting the housing, or in another direction.
  • the device is protected from external aggressions, for example rain.
  • the device may be embedded in the material forming the housing, or in an additional protective resin.
  • the system comprises a second device for detecting the presence of a tire, similar to the first presence detection device.
  • this device can be used to detect the end of the passage of a vehicle on the housing, and thus be used as a means of extinguishing the wear detection device.
  • the evaluation system can be used regardless of the direction of approach of a vehicle.
  • the first chronologically activated presence detection device is used to activate the wear detection device.
  • the presence detection device chronologically activated the second is used to turn off the wear detection device.
  • the system comprises means for detecting that the output value of the wear detection device becomes lower and / or higher than a predetermined threshold, and to consequently control the extinguishing of the device. detection.
  • system further comprises means for adjusting the sensitivity of the device for detecting the presence of the tire.
  • the sensitivity setting allows for example to choose to detect only vehicles beyond a certain weight. This allows in particular to activate the system when passing a truck whose assessment is desired, and not to activate the system during the inadvertent passage of a light vehicle. Depending on the detection devices used, this adjustment of the sensitivity can be performed by adjusting the stiffness of the material constituting the housing, and / or the thickness of the housing at the level of the detection device.
  • the sensitivity adjustment means are, for example, electronic means, as subsequently described with the aid of the figures.
  • the electronic means for activating the wear detection device comprise means for modifying a mode of operation of the various microcontrollers of the wear detection device.
  • the electronic means for activating the wear detection device comprise means for acting on the supply of the wear detection device. More precisely, the electronic means can act on the power supply of the motherboard of the wear detection device, but also on the power supply of the RFID reading functions of the detection device, or finally on the transmission functionalities. of information by Hertzian way of said device.
  • FIG. 1 is a perspective view of a vehicle having a tire passing over a housing belonging to a system according to the invention
  • FIGS. 2a, 2b and 2c; 3a, 3b and 3c; 4a, 4b and 4c respectively show three embodiments of a system according to the invention, implementing different presence detection devices. DESCRIPTION OF THE BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • Figure 1 shows a vehicle 5 whose tire 8 rolls on a housing 6 belonging to an evaluation system according to the invention.
  • the figure shows a passenger vehicle but such a system is also usable for any other vehicle, such as a truck or a bus.
  • the detection of the state of wear of the tire 8 is made when the tire rolls over the housing 6 without it being necessary to stop the vehicle or disassemble the tire of the vehicle.
  • the housing is in the form of a retarder for land vehicles made of a material capable of withstanding the passage of multiple tires without degrading.
  • the material is, for example, a vinylester resin composite, reinforcing fiberglass, and various additives well known to those skilled in the art.
  • the housing can take any other form of portable object having a flat bottom surface for positioning on a taxiing floor.
  • the floor on which the housing is placed is prepared with a suitable concrete and a fine patching, to obtain a good flatness.
  • Figures 2a, 2b and 2c show an exemplary embodiment of the system according to the invention consists of a housing 10 containing the wear measuring device and two devices for detecting the presence of a tire, and a example of signals picked up by the presence detection devices of the tire contained in said housing.
  • the presence detection device of the tire is sensitive to the deformation of the casing during the passage of a tire 20.
  • the casing consists of two access ramps 15 and a measuring zone of horizontal wear 16.
  • the housing comprises, in each ramp 15, a device for detecting the presence of a tire comprising a cavity 120 and a sensor 130.
  • the cavity 120 arranged in the access ramp 15, is filled with a fluid, by example of air or a liquid, at a pressure close to atmospheric pressure.
  • Each of the cavities 120 has an elongated shape, and is positioned in a direction orthogonal to the direction of travel of a vehicle arriving on the housing.
  • the length of the cavity 120 is such that the detection of presence of the tire can be made regardless of the position of the tire on the system according to the invention.
  • the cavities 120 are made to be perfectly sealed, to avoid any change in the pressure due to possible leakage of fluid.
  • a sensor 130 sensitive to the increase of the pressure in the cavity 120.
  • the deformation of the housing structure 10 at the level of the cavity 120, causes an increase in the pressure in said cavity.
  • This increase in pressure is then detected by the sensor 130 whose output signal can be used to determine the presence of a vehicle on the housing.
  • the sensor 130 is, for example, a pressure sensor whose bandwidth and sensitivity are advantageously chosen to allow the detection of a tire. It can also be a mechanical contact detector with a flexible blade.
  • each access ramp 15 is provided with a presence detection device. This has the advantage of making the system insensitive to the running direction of the vehicle, since it can arrive on the system by one or other of the ramps 15.
  • the sensors 130 are connected to an electronic unit 110, which is used to perform the evaluation of the wear of the tire by wear sensors 100.
  • the output signal 3 of a pressure sensor 130, shown 2c, is also used by the unit 110.
  • the electronic 110 may contain a threshold electronics that acts to wake up the measuring device of the wear when a vehicle is detected.
  • the level of the threshold S is adjusted to avoid waking the device if a low pressure is generated, for example by the passage of a pedestrian on the ramp 15 . It is also possible to adjust the sensitivity of the system by varying the stiffness of the material constituting the housing 10, or the thickness e of the structure at the cavity 120 under the access ramp 15.
  • the pressure sensor 130 may be replaced by a mechanical contact detector, implementing a flexible blade.
  • the distance d between the presence detection device, here in the form of cavity 120, and the wear detection device, here in the form of sensors 100, must be sufficient for the electronic unit 110 can be activated by the sensors 130 before the tread of the tire reaches the sensors 100.
  • This distance d is calculated as a function of the maximum speed at which the vehicles will pass on the system, as a function of the response time of the tire presence detection device, and taking into account the time required to wake up and / or at the start of the various electronic functions of the system.
  • the recommended vehicle speed for the use of an evaluation system according to the invention is fifty km / h. If the time required for the activation of the unit 110 is of the order of ten ms and the response time of the presence detection device is also of the order of ten ms, this means that the distance d must be greater than twenty-eight centimeters to ensure correct wear detection. Preferably, the distance d is less than 1 meter, to ensure the smallest possible space and cost of the system.
  • the electronic unit 110 comprises several elements that are useful for the operation of the wear detection device, in particular:
  • An RFID reader that enables the identification of the tire or the vehicle, by means of an antenna enabling the reading of an RFID chip integrated in the tire or positioned on the vehicle;
  • Figures 3a, 3b and 3c show another embodiment of the system according to the invention in which the tire presence detection device is realized at means of stress gauges 230 and is therefore sensitive to the deformation of the structure of the housing 11 of the wear measuring system.
  • each access ramp 16 two strain gauges 230.
  • Each of these gauges is installed in a cavity 220 formed in the lower surface of the access ramp. More specifically, each of these gauges is integrally fixed to the bottom of the cavity 220, the bottom corresponding in this case to the plane farthest from the ground.
  • the two gauges located under the same access ramp are, in one example, connected in series and connected to the central electronics 111 of the system according to the invention.
  • FIG. 3c shows an example of configuration of the strain gauges implemented in the electronics 111.
  • a Wheatstone bridge circuit is used to convert the stress measured by one or more gauges into a voltage V.
  • This bridge consists of a gauge 230, assimilated to a variable resistor, and three fixed resistors R1, R2 and R3.
  • the strain gauge results in a variation of the electrical resistance of the gauge, which itself results in a variation of the voltage V. It is then possible to detect a presence of a vehicle on the housing by detecting a variation of the voltage V.
  • the fixed resistors R1, R2 and R3 are chosen to ensure a zero voltage V in the absence of stress.
  • the assembly illustrated in Figure 3c is not described as a limitation. Indeed, one could replace one of the fixed resistors by another strain gauge.
  • the gauge 230 could also be replaced by several gauges connected in series. Similarly, one could use a Wheatstone bridge arrangement for each of the access ramps, or use a common assembly for the entire system.
  • the electronics 111 contains a threshold electronics for example to avoid waking the system if a low stress is measured by any one of the gauges, for example when a person walks on the ramp 16.
  • the distance d1 separating the strain gauges 230 constituting the tire presence detection device from the wear sensor line 100 must be sufficient for the electronic unit 111 to be activated by the gauges 230 before the tread of the tire reaches the sensors 100.
  • This distance dl is calculated according to the maximum speed at which the vehicles will pass on the system, and taking into account the time required to wake up and / or start the various functions electronic system.
  • FIGS. 4a and 4b show an embodiment in which the tire detection device is sensitive to a shock wave caused by the arrival of a tire 20 on the wear detection device.
  • the housing of the wear measuring system 12 is in the form of a retarder for land vehicles made of a material capable of withstanding the passage of multiple tires without degrading.
  • This housing 12 consists of two access ramps 17 and a horizontal wear measurement zone 16. Several wear measurement sensors 100 are installed inside this housing.
  • the box further comprises an electronic card 112 which allows the management of the measurement process, the identification of the vehicle and the tires by RFID reading and the transmission of all the information by radio frequency up to a database remote.
  • This electronic card is, for example, activated by means of the sensor 320, when a tire arrives on the system.
  • the sensor 320 may be electrically connected to the electronic card 112, but fixed on the structure of the housing 12.
  • this sensor is an accelerometer preferably chosen to be sensitive to vibrations caused by the arrival of a tire 20 on any of the access ramps. preferentially, using an accelerometer selected for its low standby power consumption and operation which should be advantageously less than 600 ⁇ .
  • the senor may be a shock sensitive sensor, for example a normally closed sensor which becomes open when subjected to vibration.
  • a shock sensitive sensor for example a normally closed sensor which becomes open when subjected to vibration.
  • the senor 320 may also be a sensor sensitive to local variations in orientation or intensity of the Earth's magnetic field caused by the approach of a vehicle or a tire.
  • This sensor may for example be a magnetometer.

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Abstract

L'invention concerne un système d'évaluation de l'état d'un pneumatique, le système comprenant un premier boîtier posé au sol et un dispositif de détection de l'usure d'un pneumatique lors d'un passage du pneumatique sur ledit premier boîtier, ledit système comprenant en outre: -un premier dispositif de détection de la présence d'un pneumatique sur le premier boîtier, et -des moyens électroniques d'activation du dispositif de détection d'usure lors de la détection de la présence d'un pneumatique par le dispositif de détection de présence.

Description

Système d'évaluation de l'état d'un pneumatique
DOMAINE DE L'INVENTION
[0001] La présente invention est relative à un système d'évaluation de l'état d'un pneumatique, et plus particulièrement l'état d'usure d'un pneumatique.
[0002] De manière connue, la bande de roulement d'un bandage pneumatique, qu'il soit destiné à équiper un véhicule de tourisme, poids lourd, Génie Civil ou autre..., est pourvue d'une sculpture comprenant notamment des éléments de sculpture ou blocs élémentaires délimités par diverses rainures principales, longitudinales, transversales ou encore obliques, les blocs élémentaires pouvant en outre comporter diverses incisions ou lamelles plus fines. Les rainures constituent des canaux destinés à évacuer l'eau lors d'un roulage sur sol mouillé et définissent les bords d'attaque des éléments de sculpture.
[0003] Quand un bandage pneumatique est neuf, la bande de roulement est à sa hauteur maximale. Cette hauteur initiale peut varier en fonction du type de bandage pneumatique considéré ainsi que de l'usage auquel il est destiné ; à titre d'exemple, les bandages pneumatiques « hiver » ont généralement une profondeur de sculpture supérieure à celle de bandages pneumatiques « été ». Lorsque le bandage pneumatique s'use, la hauteur des blocs élémentaires de la sculpture diminue et la raideur de ces blocs élémentaires augmente. L'augmentation de raideur des blocs élémentaires de sculpture entraîne une diminution de certaines performances du bandage pneumatique, telle l'adhérence sur sol mouillé. De plus, les capacités d'évacuation d'eau diminuent fortement lorsque la profondeur des canaux des sculptures diminue.
[0004] Il est donc souhaitable de pouvoir suivre l'évolution de l'usure de la bande de roulement d'un bandage pneumatique.
[0005] On connaît, du document US 2009/0000370, un système de mesure comprenant un banc de roulement destiné à accueillir le passage d'un véhicule. Le système comprend une source d'énergie qui émet un signal sans fil en direction du pneumatique, et un capteur qui détecte un signal émis en retour par le pneumatique. A partir de ce signal retour, une unité de contrôle détermine la profondeur de la sculpture du pneumatique. Toutefois, on a constaté que ce système nécessite une alimentation constante des différents éléments, et n'offre donc qu'une faible autonomie. [0006] La présence invention a donc pour objet de remédier à cet inconvénient, en proposant un système autonome d'évaluation de l'état d'un pneumatique.
BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION
[0007] Ainsi, l'invention propose un système d'évaluation de l'état d'un pneumatique, le système comprenant un premier boîtier posé au sol et un dispositif de détection de l'usure d'un pneumatique lors d'un passage du pneumatique sur ledit premier boîtier, ledit système comprenant en outre
- un premier dispositif de détection de la présence d'un pneumatique sur le premier boîtier, et
des moyens électroniques d'activation du dispositif de détection d'usure lors de la détection de la présence d'un pneumatique par le dispositif de détection de présence.
[0008] Le dispositif de détection de l'usure comprend, dans une réalisation avantageuse, un boîtier avec une face d'application destinée à être en contact avec la surface du pneumatique et un capteur placé dans le boîtier capable de mesurer la distance qui sépare ledit capteur des armatures métalliques constituant le pneumatique. Le capteur comporte par exemple une source de champ magnétique statique ou alternatif et un élément sensible adjacent, la source étant une bobine ou un aimant permanent et l'élément sensible un capteur dont le signal de sortie peut, par exemple, être fonction du niveau du champ d'induction magnétique local. Dans ce cas, l'élément sensible est positionné de telle sorte que l'intensité du champ magnétique varie lorsque la distance d diminue.
[0009] Dans un mode de réalisation, l'élément sensible est choisi dans le groupe des capteurs à effet Hall ou magnéto résistif. Alternativement, l'élément sensible est une bobine.
[0010] Dans un autre mode de réalisation, le capteur capable de mesurer la distance qui sépare ledit capteur des armatures métalliques constituant le pneumatique est un capteur à courants de Foucault.
[0011] Quel que soit le type de capteur utilisé, le dispositif de détection comprend avantageusement plusieurs capteurs du même type, installés dans le boîtier posé au sol. [0012] Dans une réalisation préférentielle, le système est tel que la distance, projetée sur une surface parallèle au sol de roulage, entre le premier dispositif de détection de présence ou une rampe d'accès au boîtier et le dispositif de détection d'usure est supérieure à la distance parcourue par un véhicule à une vitesse prédéterminée en un temps correspondant au temps nécessaire à l'activation du dispositif de détection d'usure.
[0013] Le temps nécessaire à l'activation du dispositif de détection d'usure est, par exemple, de l'ordre d'une dizaine de millisecondes. La vitesse prédéterminée est, par exemple, une vitesse maximale conseillée pour l'utilisation du système d'évaluation, ou une vitesse au-delà de laquelle le bon fonctionnement du système n'est pas garanti pour un utilisateur.
[0014] Dans une réalisation avantageuse, le premier dispositif de détection de la présence d'un pneumatique comprend au moins un capteur sensible à la variation d'intensité et/ou d'orientation du champ magnétique terrestre. En effet, l'approche d'un véhicule ou d'un pneumatique provoque des variations locales du champ magnétique terrestre, qui peuvent être détectées et utilisées comme indication de la présence d'un pneumatique sur le système. On choisira, par exemple, un magnétomètre, préférentiellement sélectionné pour sa faible consommation électrique en veille et en fonctionnement, avantageusement inférieure à 600μΑ.
[0015] Dans une réalisation avantageuse, le premier dispositif de détection de la présence d'un pneumatique comprend au moins un extensomètre, pour mesurer les déformations induites sur le boîtier lors de la présence d'un véhicule. On utilisera, par exemple, un ou plusieurs extensomètre à fils résistants, également appelés jauges de contrainte ou jauges de déformations dans la suite de la description. Ces jauges de contraintes seront installées en série et/ou en parallèle, et connectées à une électronique centrale du système d'évaluation. Elles sont avantageusement installées dans des cavités aménagées dans le boîtier, par exemple au niveau de rampes d'accès au boîtier. Ces différentes configurations seront ultérieurement détaillées à l'aide de figures.
[0016] Dans une réalisation avantageuse, le premier dispositif de détection de présence d'un pneumatique comprend au moins une cavité étanche accueillant un fluide et un capteur de pression installé de manière à mesurer la pression du fluide dans cette cavité. De manière préférentielle, plusieurs cavités sont aménagées dans une rampe d'accès du boîtier. Ces cavités sont remplies d'un fluide, par exemple de l'air ou un liquide, à une pression proche de la pression atmosphérique. L'arrivée d'un pneumatique sur le boîtier provoque une augmentation de pression du fluide dans la cavité, détectée par le capteur de pression, et qui peut être utilisée comme indicateur de la présence d'un véhicule sur le boîtier. Dans un autre exemple, on utilisera un détecteur de contact mécanique, mettant en œuvre une lame souple. Ce détecteur de contact est positionné à une extrémité de la cavité, et soumis à un mouvement du fluide lors d'une augmentation de la pression dans la cavité. Ce détecteur se ferme électriquement lorsqu'un véhicule est présent sur le boîtier.
[0017] Dans une autre réalisation avantageuse, le premier dispositif de détection de présence comprend au moins un accéléromètre, de préférence choisi pour être sensible aux vibrations provoquées par l'arrivée d'un pneumatique sur le boîtier. Cet accéléromètre sera avantageusement choisi pour sa faible consommation en veille et en fonctionnement, préférentiellement inférieure à 600μΑ. Dans une autre réalisation, le dispositif de détection de présence comprend un capteur sensible aux chocs.
[0018] Dans une réalisation avantageuse, le dispositif de détection de présence est directement fixé sur le boîtier, par exemple dans une cavité aménagée dans le boîtier. Ainsi, le dispositif de détection peut être positionné parallèlement au sol accueillant le boîtier, ou dans une autre direction. Préférentiellement, le dispositif est protégé des agressions extérieures, par exemple la pluie. Ainsi, dans une autre réalisation, le dispositif peut être noyé dans le matériau formant le boîtier, ou dans une résine de protection additionnelle.
[0019] Dans un autre mode de réalisation, le système comprend un second dispositif de détection de la présence d'un pneumatique, similaire au premier dispositif de détection de présence. Dans une première application, ce dispositif peut être utilisé pour détecter la fin du passage d'un véhicule sur le boîtier, et ainsi être utilisé comme moyen d'extinction du dispositif de détection d'usure.
[0020] Dans une seconde application, le système d'évaluation peut être utilisé quel que soit le sens d'approche d'un véhicule. Ainsi, le dispositif de détection de présence chronologiquement activé le premier est utilisé pour activer le dispositif de détection d'usure. Avantageusement, le dispositif de détection de présence chronologiquement activé le second est utilisé pour éteindre le dispositif de détection d'usure.
[0021] Dans cette seconde application, le positionnement du second dispositif de détection de présence obéit aux mêmes règles de distance que décrites précédemment pour le premier dispositif de détection de présence. Ce positionnement sera ultérieurement détaillé à l'aide de figures. [0022] Dans un autre mode de réalisation, le système comprend des moyens pour détecter que la valeur de sortie du dispositif de détection d'usure devient inférieure et/ou supérieur à un seuil prédéterminé, et pour commander en conséquence l'extinction du dispositif de détection.
[0023] Dans une réalisation avantageuse, le système comprend en outre des moyens de réglage de la sensibilité du dispositif de détection de la présence du pneumatique.
[0024] Le réglage de la sensibilité permet par exemple de choisir de ne détecter que les véhicules au-delà d'un certain poids. Ceci permet notamment de n'activer le système que lors du passage d'un poids lourd dont l'évaluation est souhaitée, et de ne pas activer le système lors du passage intempestif d'un véhicule léger. Selon les dispositifs de détection utilisés, ce réglage de la sensibilité peut être effectué en jouant sur la raideur du matériau constituant le boîtier, et/ou sur l'épaisseur du boîtier au niveau du dispositif de détection.
[0025] Dans ce cas, les moyens de réglage de la sensibilité sont, par exemple, des moyens électroniques, tels qu'ultérieurement décrit à l'aide des figures.
[0026] Dans un mode de réalisation avantageux, les moyens électroniques d'activation du dispositif de détection d'usure comprennent des moyens pour modifier un mode de fonctionnement des différents microcontrôleurs du dispositif de détection d'usure.
[0027] Dans un autre mode de réalisation, les moyens électroniques d'activation du dispositif de détection d'usure comprennent des moyens pour agir sur l'alimentation du dispositif de détection d'usure. De manière plus précise, les moyens électroniques peuvent agir sur l'alimentation de la carte mère du dispositif de détection d'usure, mais également sur l'alimentation des fonctionnalités de lecture de RFID du dispositif de détection, ou enfin sur les fonctionnalités de transmission d'information par voie Hertzienne dudit dispositif.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
[0028] D'autres objectifs et avantages de l'invention apparaîtront clairement dans la description qui va suivre d'un mode de réalisation préféré mais non limitatif, illustré par les figures suivantes dans lesquelles :
• la figure 1 est une vue en perspective d'un véhicule dont un pneumatique passe au-dessus d'un boîtier appartenant à un système selon l'invention, • les figures 2a, 2b et 2c ; 3a, 3b et 3c ; 4a, 4b et 4c montrent respectivement trois modes de réalisation d'un système selon l'invention, mettant en œuvre différents dispositifs de détection de présence. DESCRIPTION DU MEILLEUR MODE DE REALISATION DE V INVENTION
[0029] La figure 1 présente un véhicule 5 dont le pneumatique 8 roule sur un boîtier 6 appartenant à un système d'évaluation selon l'invention. La figure montre un véhicule de tourisme mais un tel système est aussi utilisable pour tout autre véhicule, tel un poids-lourd ou un bus. La détection de l'état d'usure du pneumatique 8 est faite lorsque le pneumatique roule au-dessus du boîtier 6 sans qu'il soit nécessaire d'arrêter le véhicule ou de démonter le pneumatique du véhicule.
[0030] Dans ce mode de réalisation, le boîtier se présente sous la forme d'un ralentisseur pour véhicules terrestres réalisé dans un matériau apte à résister au passage de multiples pneumatiques sans se dégrader. Le matériau est, par exemple, un composite à base de résine vinylester, de fibres de verre de renforcement, et d'additifs divers bien connu de l'homme du métier.
[0031] Toutefois, l'invention ne se restreint pas à cette forme de réalisation, et le boîtier peut prendre toute autre forme d'objet portatif disposant d'une surface inférieure plane permettant un positionnement sur un sol de roulage. Ainsi, dans une réalisation particulièrement favorable, le sol sur lequel est posé le boîtier est préparé avec un béton adapté et un ragréage fin, permettant d'obtenir une bonne planéité.
[0032] Les figures 2a, 2b et 2c montrent un exemple de réalisation du système selon l'invention constitué d'un boîtier 10 contenant le dispositif de mesure de l'usure et deux dispositifs de détection de présence de pneumatique, ainsi qu'un exemple de signaux captés par les dispositifs de détection de présence de pneumatique contenu dans ledit boîtier.
[0033] Dans cet exemple le dispositif de détection de présence de pneumatique est sensible à la déformation du boîtier lors du passage d'un pneumatique 20. Le boîtier est constitué de deux rampes d'accès 15 et d'une zone de mesure d'usure horizontale 16.
[0034] Dans l'exemple des figures 2a, 2b et 2c, le boîtier comporte, dans chaque rampe 15, un dispositif de détection de présence d'un pneumatique comportant une cavité 120 et un capteur 130. La cavité 120, aménagée dans la rampe d'accès 15, est remplie d'un fluide, par exemple de l'air ou un liquide, à une pression proche de la pression atmosphérique. Chacune des cavités 120 a une forme longiligne, et est positionnée selon une direction orthogonale au sens de roulage d'un véhicule arrivant sur le boîtier. Avantageusement, la longueur de la cavité 120 est telle que la détection de présence de pneumatique puisse se faire quelle que soit la position du pneumatique sur le système selon l'invention.
[0035] Les cavités 120 sont réalisées de manière à être parfaitement étanches, pour éviter toute modification de la pression due à des fuites éventuelles de fluide.
[0036] Dans chacune de ces cavités est installé un capteur 130 sensible à l'augmentation de la pression dans la cavité 120. Ainsi, lorsqu'un pneumatique 20 passe sur la rampe d'accès 15, la déformation de la structure du boîtier 10, au niveau de la cavité 120, provoque une augmentation de la pression dans ladite cavité. Cette augmentation de la pression est alors détectée par le capteur 130 dont le signal de sortie peut être utilisé pour déterminer la présence d'un véhicule sur le boîtier.
[0037] Le capteur 130 est, par exemple, un capteur de pression dont la bande passante et la sensibilité sont avantageusement choisies pour permettre la détection d'un pneumatique. Il peut également s'agir d'un détecteur de contact mécanique à lame souple.
[0038] Dans l'exemple des figures 2a, 2b et 2c, chaque rampe d'accès 15 est munie d'un dispositif de détection de présence. Cela présente l'avantage de rendre le système insensible au sens de roulage du véhicule, puisque celui-ci peut arriver sur le système par l'une ou l'autre des rampes d'accès 15.
[0039] Les capteurs 130 sont reliés à une unité électronique 110, qui est utilisée pour effectuer l'évaluation de l'usure du pneumatique par des capteurs d'usure 100. Le signal de sortie 3 d'un capteur de pression 130, montré en figure 2c, est également utilisé par l'unité 110. En effet, dans le cas où le capteur 130 est un capteur de pression, cette électronique 110 peut contenir une électronique à seuil qui agit de façon à réveiller le dispositif de mesure de l'usure lorsqu'un véhicule est détecté.
[0040] Avantageusement, le niveau du seuil S, visible sur la figure 2c, est réglé afin d'éviter de réveiller le dispositif si une pression faible est générée, par exemple par le passage d'un piéton sur la rampe d'accès 15. [0041] Il est également possible de régler la sensibilité du système en jouant sur la raideur du matériau constituant le boîtier 10, ou sur l'épaisseur e de la structure au niveau de la cavité 120 sous la rampe d'accès 15.
[0042] Alternativement, le capteur de pression 130 peut être remplacé par un détecteur de contact mécanique, mettant en œuvre une lame souple.
[0043] Par ailleurs, la distance d entre le dispositif de détection de présence, ici sous forme de cavité 120, et le dispositif de détection d'usure, ici sous forme de capteurs 100, doit être suffisante pour que l'unité électronique 110 puisse être activée par les capteurs 130 avant que la bande de roulement du pneumatique n'atteigne les capteurs 100.
[0044] Cette distance d est calculée en fonction de la vitesse maximale à laquelle les véhicules passeront sur le système, en fonction du temps de réponse du dispositif de détection de présence de pneumatique, et en tenant compte du temps nécessaire au réveil et/ou au démarrage des différentes fonctions électroniques du système.
[0045] Dans un exemple, la vitesse véhicule recommandée pour l'utilisation d'un système d'évaluation selon l'invention est de cinquante km/h. Si le temps nécessaire pour l'activation de l'unité 110 est de l'ordre de dix ms et que le temps de réponse du dispositif de détection de présence est également de l'ordre de dix ms, cela signifie que la distance d doit être supérieure à vingt-huit centimètres pour garantir une détection d'usure correcte. Préférentiellement, la distance d est inférieure à 1 mètre, pour garantir un encombrement et un coût du système les plus faibles possibles.
[0046] Dans une réalisation particulière, l'unité électronique 110 comprend plusieurs éléments utiles au fonctionnement du dispositif de détection d'usure, notamment:
• un lecteur de RFID qui permet l'identification du pneumatique ou du véhicule, au moyen d'une antenne permettant la lecture d'une puce RFID intégrée dans le pneumatique ou positionnée sur le véhicule;
• un module de communication sans fil qui permet l'envoi des informations à distance, via une antenne supplémentaire; et
• une alimentation distribuant le courant nécessaire à l'ensemble du système, à partir d'une batterie.
[0047] Les figures 3 a, 3b et 3 c montrent un autre exemple de réalisation du système selon l'invention dans lequel le dispositif de détection de présence de pneumatique est réalisé au moyen de jauges de contraintes 230 et est donc sensible à la déformation de la structure du boîtier 11 du système de mesure de l'usure.
[0048] Dans cet exemple, on installe sous chaque rampe d'accès 16 deux jauges de contraintes 230. Chacune de ces jauges est installée dans une cavité 220 aménagée dans la surface inférieure de la rampe d'accès. De manière plus précise, chacune de ces jauges est fixée solidairement au fond de la cavité 220, le fond correspondant dans ce cas au plan le plus éloigné du sol.
[0049] Les deux jauges situées sous une même rampe d'accès sont, dans un exemple, montées en série et connectées à l'électronique centrale 111 du système selon l'invention.
[0050] La Figure 3c montre un exemple de configuration des jauges de contrainte implémentée dans l'électronique 111. Dans cet exemple, on utilise un montage en pont de Wheatstone pour convertir la contrainte mesurée par une ou plusieurs jauges en une tension V. Ce pont est constitué d'une jauge 230, assimilée à une résistance variable, et trois résistances fixes RI, R2 et R3.
[0051] En effet, une déformation mécanique subie par la jauge de contrainte se traduit par une variation de la résistance électrique de cette jauge, qui se traduit elle-même par une variation de la tension V. Il est alors possible de détecter une présence d'un véhicule sur le boîtier en détectant une variation de la tension V. De manière avantageuse, les résistances fixes RI, R2 et R3 sont choisies afin de garantir une tension V nulle en absence de contrainte.
[0052] Le montage illustré sur la figure 3c n'est pas décrit à titre limitatif. En effet, on pourrait remplacer une des résistances fixes par une autre jauge de contrainte. On pourrait également remplacer la jauge 230 par plusieurs jauges connectées en série. De la même façon, on pourrait utiliser un montage en pont de Wheatstone pour chacune des rampes d'accès, ou bien utiliser un montage commun pour l'ensemble du système. En outre l'électronique 111 contient une électronique à seuil afin par exemple d'éviter de réveiller le système si une contrainte faible est mesurée par l'une quelconque des jauges, par exemple lorsqu'une personne marche sur la rampe d'accès 16.
[0053] Comme précédemment, il est possible de régler la sensibilité du système en modifiant la raideur du matériau constituant le boîtier 11 ou en jouant sur l'épaisseur e' du boîtier à la verticale de la cavité 220. [0054] La distance dl séparant les jauges de contrainte 230 constituant le dispositif de détection de présence de pneumatique de la ligne de capteurs d'usure 100, doit être suffisante pour que l'unité électronique 111 puisse être activée par les jauges 230 avant que la bande de roulement du pneumatique n'atteigne les capteurs 100. Cette distance dl est calculée en fonction de la vitesse maximale à laquelle les véhicules passeront sur le système, et en tenant compte du temps nécessaire au réveil et/ou au démarrage des différentes fonctions électroniques du système.
[0055] Les figures 4a et 4b représentent un mode de réalisation dans lequel le dispositif de détection de pneumatique est sensible à une onde de choc provoquée par l'arrivée d'un pneumatique 20 sur le dispositif de détection de l'usure.
[0056] Dans cet exemple, le boîtier du système de mesure de l'usure 12 se présente sous la forme d'un ralentisseur pour véhicules terrestres réalisé dans un matériau apte à résister au passage de multiples pneumatiques sans se dégrader. Ce boîtier 12 est constitué de deux rampes d'accès 17 et d'une zone de mesure d'usure horizontale 16. Plusieurs capteurs de mesure de l'usure 100 sont installés à l'intérieur de ce boîtier.
[0057] Le boîtier comprend en outre une carte électronique 112 qui permet la gestion du processus de mesure, l'identification du véhicule et des pneumatiques par lecture RFID et la transmission de l'ensemble des informations par radiofréquence jusqu'à une base de donnée distante.
[0058] Cette carte électronique est, par exemple, activée au moyen du capteur 320, lors de l'arrivée d'un pneumatique sur le système. Dans une variante, le capteur 320 peut être relié électriquement à la carte électronique 112, mais fixé sur la structure du boîtier 12.
[0059] Dans l'exemple des figures 4a et 4b, ce capteur est un accéléromètre choisi de préférence pour être sensible aux vibrations provoquées par l'arrivée d'une pneumatique 20 sur l'une quelconque des rampes d'accès 17. De manière préférentielle, on utilise un accéléromètre sélectionné pour sa faible consommation électrique en veille et en fonctionnement qui devra être avantageusement inférieure à 600μΑ.
[0060] Dans une seconde variante, le capteur peut être un capteur sensible aux chocs, par exemple un capteur normalement fermé qui devient ouvert lorsqu'il est soumis à une vibration. Ainsi, lors de l'arrivée d'un pneumatique sur l'une quelconque des rampes d'accès 17 du boîtier 12, le choc créé par le pneumatique se transmet sous forme de vibration dans la structure du système de mesure de l'usure, jusqu'au capteur 320. [0061] Le signal de sortie du capteur 320 évolue en conséquence et le réveil du système de mesure de l'usure est opéré au moyen, par exemple, d'une électronique à seuil.
[0062] Dans une variante, le capteur 320 peut également être un capteur sensible aux variations locales d'orientation ou d'intensité du champ magnétique terrestre provoquées par l'approche d'un véhicule ou d'un pneumatique. Ce capteur peut par exemple être un magnétomètre.
[0063] Le mode de réalisation montré en figures 4a et 4b présente l'avantage de ne nécessiter qu'une connexion unique entre le dispositif de détection de présence et le dispositif de détection d'usure. Au contraire, dans les modes de réalisation présentés sur les figures précédentes, il est nécessaire de réaliser une connexion entre chaque dispositif de détection de pneumatique et l'unité électronique 112.

Claims

REVENDICATIONS
Système d'évaluation de l'état d'un pneumatique, le système comprenant un premier boîtier posé au sol et un dispositif de détection de l'usure d'un pneumatique lors d'un passage du pneumatique sur ledit premier boîtier, ledit système comprenant en outre
un premier dispositif de détection de la présence d'un pneumatique sur le premier boîtier, et
des moyens électroniques d'activation du dispositif de détection d'usure lors de la détection de la présence d'un pneumatique par le dispositif de détection de présence.
Système d'évaluation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance, projetée sur une surface parallèle au sol, entre le premier dispositif de détection de présence ou une rampe d'accès au boîtier et le dispositif de détection d'usure est supérieure à la distance parcourue par un véhicule à une vitesse prédéterminée en un temps correspondant au temps nécessaire à l'activation du dispositif de détection d'usure.
Système d'évaluation selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le premier dispositif de détection de la présence d'un pneumatique comprend au moins un capteur sensible à la variation d'intensité et/ou d'orientation du champ magnétique terrestre.
Système d'évaluation selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le premier dispositif de détection de la présence d'un pneumatique comprend au moins un extensomètre.
Système d'évaluation selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le premier dispositif de détection de présence d'un pneumatique comprend au moins une cavité étanche accueillant un fluide et un capteur de pression installé de manière à mesurer la pression du fluide dans cette cavité.
Système d'évaluation selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le premier dispositif de détection de présence comprend au moins un accéléromètre.
7. Système d'évaluation selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le premier dispositif de détection de présence comprend au moins un capteur sensible au choc.
8. Système d'évaluation selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de détection de présence est directement fixé sur le premier boîtier.
9. Système d'évaluation selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de détection de présence est fixé sur un circuit imprimé ou une plaque de matériau quelconque dont la raideur est préférentiellement inférieure à celle du matériau constituant le premier boîtier, le circuit ou la plaque étant rendu solidaire du premier boîtier.
10. Système d'évaluation selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de détection de présence est noyé dans le matériau constituant le premier boîtier.
11. Système selon l'une des revendications précédentes, comprenant un second dispositif de détection de la présence d'un pneumatique.
12. Système selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre des moyens de réglage de la sensibilité du dispositif de détection de présence.
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