FR2803248A1

FR2803248A1 - Pneumatic tire, has tread with element containing sensor(s) detecting tangential force between element and surface, in order to determine adhesion of tire tread

Info

Publication number: FR2803248A1
Application number: FR9916835A
Authority: FR
Original assignee: Societe de Technologie Michelin SAS
Current assignee: Societe de Technologie Michelin SAS
Priority date: 1999-12-31
Filing date: 1999-12-31
Publication date: 2001-07-06

Abstract

A pneumatic tire has two elements on its tread at different distances from the tire axis. The element nearest the axis contains sensor(s) detecting at least a tangential force between the element and a road surface, etc. In normal use of the tire both elements contact the surface; under some operating conditions the first element slides on the surface. Independent claims are included for the following: (a) detecting adhesion between a deformable tire tread and a surface using a tire as above includes producing a signal indicative of the tangential force. Variation in this signal indicates changes in adhesion. The friction between the element and the surface and the potential adhesion between of the tire are calculated; and (b) detecting adhesion between a deformable tire tread and a surface using a tire as above includes producing a signal indicative of the tangential force. A first variation in this signal indicates changes in adhesion. A second variation in the signal as the element contacts the surface is detected. An adhesion limit is determined as a function of the two variations.

Description

La présente invention se rapporte à l'adhérence d'un véhicule sur une chaussée. Elle concerne plus particulièrement la détermination de caractéristiques d'adhérence entre une roue de véhicule, équipée d'un bandage élastique tel qu'un pneumatique en roulage sur le sol, ' partir de l'obtention de paramètres physiques dans l'aire de contact entre cette roue et la surface de roulement. The present invention relates to the grip of a vehicle on a roadway. It relates more particularly to the determination of adhesion characteristics between a vehicle wheel fitted with an elastic tire such as a tire running on the ground, starting from the obtaining of physical parameters in the contact area between this wheel and the running surface.

Il existe à cet égard un besoin pour obtenir des indications "en temps réel" des conditions d'adhérence susceptibles d'affecter le comportement d'un véhicule, notamment dans cas où il subit une accélération par effort moteur ou freineur ou par changement de trajectoire. L'invention vise à fournir une méthode et des moyens d'y parvenir de manière efficace. In this regard, there is a need to obtain "real-time" indications of the grip conditions liable to affect the behavior of a vehicle, in particular in the case where it undergoes acceleration by engine or braking force or by change of trajectory. . The invention aims to provide a method and means for achieving this effectively.

Dans ce qui suit, on entend par "potentiel d'adhérence d'un élément donné" (cet élément pouvant être un pain de gomme, une nervure d'un pneumatique ou le pneumatique complet), l'effort tangentiel maximal que cet élément peut subir au cours de son contact avec le sol, en un lieu donné, pour un effort normal donné appliqué à cet élément. Nous utiliserons parfois l'expression "potentiel de frottement" pour désigner la même caractéristique. In what follows, the term "adhesion potential of a given element" is understood (this element can be a rubber bar, a rib of a tire or the complete tire), the maximum tangential force that this element can undergo during its contact with the ground, in a given place, for a given normal force applied to this element. We will sometimes use the expression "friction potential" to designate the same characteristic.

Nous appellerons "marge d'adhérence disponible" la différence entre le potentiel d'adhérence d'un élément et l'effort tangentiel effectivement appliqué à cet élément lors de son passage dans l'aire de contact. We will call "available grip margin" the difference between the grip potential of an element and the tangential force actually applied to this element during its passage in the contact area.

Nous utiliserons indifféremment les expressions "effort tangentiel" et "contrainte de cisaillement" pour désigner les mêmes grandeurs. De même, les expressions "effort normal" et "contrainte verticale" désigneront les mêmes caractéristiques. We will interchangeably use the expressions "tangential force" and "shear stress" to designate the same quantities. Likewise, the expressions "normal effort" and "vertical stress" will denote the same characteristics.

Selon un aspect, l'invention a pour objet une méthode de détection d'une caractéristique d'adhérence entre une roue possédant une bande de roulement déformable et un sol de roulement, comprenant les étapes suivantes a) Prévoir au moins un premier élément de contact de la bande de roulement ayant une surface de contact avec le sol positionnée à une distance de l'axe de roue plus faible que celle d'au moins un deuxième élément, l'écart tel qu'en fonctionnement normal les surfaces des deux éléments entrent en contact avec le sol dans l'aire de contact et que, dans au moins une plage de conditions de roulement à surveiller, la surface de contact du premier élément subisse un glissement par rapport au sol au cours de son passage dans l'aire de contact, Produire un signal représentatif d'un effort tangentiel dans ladite surface de contact de l'élément le plus proche de l'axe au cours de son passage dans l'aire de contact Détecter l'instant où le signal subit une variation caractéristique d'une perte d'adhérence, et Produire une indication caractéristique du potentiel d'adhérence en fonction moins une valeur dudit signal liée à l'instant de détection de ladite variation. According to one aspect, the subject of the invention is a method of detecting an adhesion characteristic between a wheel having a deformable tread and a running surface, comprising the following steps a) Provide at least a first contact element of the tread having a surface in contact with the ground positioned at a distance from the wheel axis less than that of at least one second element, the distance such that in normal operation the surfaces of the two elements enter in contact with the ground in the contact area and that, in at least one range of rolling conditions to be monitored, the contact surface of the first element undergoes a sliding with respect to the ground during its passage in the area of contact, Produce a signal representative of a tangential force in said contact surface of the element closest to the axis during its passage in the contact area Detect the moment when the sign al undergoes a variation characteristic of a loss of adhesion, and Produce a characteristic indication of the adhesion potential as a function of a value of said signal linked to the instant of detection of said variation.

Selon un autre aspect, une méthode de détection d'une caractéristique d'adhérence entre une roue possédant une bande de roulement élastique comprend les étapes suivantes Prévoir au moins un élément de contact de la bande de roulement ayant surface de contact avec le sol positionnée à une distance de l'axe de roue plus faible que celle d'au moins un deuxième élément, l'écart tel qu'en fonctionnement normal les surfaces des deux éléments entrent en contact avec le sol dans l'aire de contact, Produire un signal représentatif d'un effort tangentiel dans une zone de la surface de contact de l'élément le plus proche de l'axe au cours de son passage dans l'aire de contact, Détecter l'instant où le signal subit une variation caractéristique d'une perte d'adhérence, et Produire une indication caractéristique d'une marge d'adhérence disponible à partir d'une fonction de l'intervalle séparant l'instant de détection de ladite variation rapport à l'instant d'entrée dans l'aire de contact. According to another aspect, a method of detecting an adhesion characteristic between a wheel having an elastic tread comprises the following steps Providing at least one contact element of the tread having contact surface with the ground positioned at a distance from the wheel axle less than that of at least one second element, the distance such that in normal operation the surfaces of the two elements come into contact with the ground in the contact area, Produce a signal representative of a tangential force in an area of the contact surface of the element closest to the axis during its passage in the contact area, Detect the instant when the signal undergoes a characteristic variation of a loss of adhesion, and Produce a characteristic indication of an available margin of adhesion from a function of the interval separating the instant of detection of said variation compared to the instant of entry into the contact area.

L'invention a également pour objet des moyens et un système permettant de mettre oeuvre la méthode précédente. The invention also relates to means and a system for implementing the above method.

L'invention est illustrée par les figures suivantes - figure 1 est une coupe radiale d'un pneumatique utilisable avec la méthode selon l'invention, - figure 2 schématise le fonctionnement d'un pneumatique, - figure 3 est un tableau diagramme des observations typiques de la méthode de l'invention dans un cas idéalisé, - figure 4 montre des observations faites par la méthode selon l'invention, - la figure 5 montre d'autres observations faites par la méthode selon l'invention. The invention is illustrated by the following figures - FIG. 1 is a radial section of a tire usable with the method according to the invention, - FIG. 2 diagrams the operation of a tire, - FIG. 3 is a table diagram of the typical observations of the method of the invention in an idealized case, - Figure 4 shows observations made by the method according to the invention, - Figure 5 shows other observations made by the method according to the invention.

Le pneumatique comporte, soit une ou plusieurs nervures (1) complètes, soit un ou plusieurs pains de sculpture, dont la circonférence extérieure a un rayon Rs inférieur au rayon Ra de circonférence des nervures (2) ordinaires ou des pains adjacents (voir fig. 1). The tire comprises either one or more complete ribs (1) or one or more tread bars, the outer circumference of which has a radius Rs less than the radius Ra of circumference of the ordinary ribs (2) or of the adjacent bars (see fig. 1).

Une telle nervure (1) ou un tel pain seront appelés respectivement " nervure sacrifiée " " pain sacrifié " dans la suite du document. Le brevet US 4.480.671 montre une telle nervure sacrifiée [voir nervure latérale (8)]. L'homme du métier sait que la différence entre Ra et peut s'auto-entretenir au cours de l'usure du pneu en service normal. Un avantage de l'invention est pouvoir ainsi appréhender la marge d'adhérence disponible jusqu'à usure totale du pneu, grâce à une mesure faite sur une nervure sacrifiée. Such a rib (1) or such a bread will be called respectively "sacrificed rib" "sacrificed bread" in the following document. US Patent 4,480,671 shows such a sacrificial rib [see lateral rib (8)]. Those skilled in the art know that the difference between Ra and can be self-sustaining during wear of the tire in normal service. An advantage of the invention is thus being able to apprehend the grip margin available until total wear of the tire, by means of a measurement made on a sacrificial rib.

En fonctionnement normal, la nervure sacrifiée (1) glisse sur le sol alors que la nervure ordinaire (2) ne glisse pas sur le sol. On effectue une mesure du potentiel d'adhérence maximal sur sol, à tout instant, grâce à la nervure sacrifiée (1). In normal operation, the sacrificed rib (1) slides on the ground while the ordinary rib (2) does not slip on the ground. The maximum adhesion potential on the ground is measured at all times using the sacrificed rib (1).

A l'intérieur de chaque nervure sacrifiée, ou de chaque pain sacrifié, un ou plusieurs capteurs (3) permettent de mesurer les déformations ou les contraintes que subit cette nervure ou ce pain au cours du roulage du pneu, dans les directions longitudinale et transversale ; la mesure des contraintes ou des déformations peut également être effectuée dans la direction verticale, ce qui améliore la performance du système. Avec un capteur (3) approprié, on peut obtenir ces mesures pendant toute la durée de vie du pneu. Un dispositif intégré au pneumatique assure le conditionnement des signaux mesure et leur transmission au milieu environnant le pneu (véhicule, route...). Inside each sacrificed rib, or of each sacrificed bar, one or more sensors (3) make it possible to measure the deformations or the stresses which this rib or this bar undergoes during the rolling of the tire, in the longitudinal and transverse directions ; the measurement of stresses or deformations can also be carried out in the vertical direction, which improves the performance of the system. With an appropriate sensor (3), these measurements can be obtained throughout the life of the tire. A device integrated into the tire ensures the conditioning of the measurement signals and their transmission to the environment surrounding the tire (vehicle, road, etc.).

Lors d'un roulage libre (i.e. sans couple moteur ni freineur, F, représentant le sens de rotation et Fz le sens de déplacement) et en ligne droite du pneumatique sur une chaussée lorsqu'un point à la surface d'une nervure sacrifiée vient en contact avec la chaussée, une contrainte de cisaillement freineuse af se développe à l'interface entre la nervure sacrifiée et la chaussée (fig. 2) - cette contrainte augmente depuis l'instant du début du contact jusqu'à celui où la contrainte de cisaillement atteint la valeur maximale permise par le potentiel de frottement de la gomme le sol. During a free run (ie without engine or braking torque, F, representing the direction of rotation and Fz the direction of movement) and in a straight line of the tire on a roadway when a point on the surface of a sacrificed rib comes in contact with the roadway, a braking shear stress af develops at the interface between the sacrificial rib and the roadway (fig. 2) - this stress increases from the moment of the start of contact until that when the stress of shear reaches the maximum value allowed by the friction potential of the rubber on the ground.

La figure présente le cas théorique d'un potentiel de frottement infini ou très grand : dans ce cas, la contrainte de cisaillement croît, en valeur absolue, jusqu'à l'instant où le point quitte le contact avec la chaussée. Si le potentiel de frottement n'est pas infini, ce qui est le cas dans la réalité, le point en question glisse à la surface de la chaussée dès que la contrainte de cisaillement atteint la valeur maximale permise par le potentiel de frottement, et le signal représentant la contrainte de cisaillement en fonction de la distance parcourue par le centre de la roue (fig. 4) est différent de celui représenté sur la figure 3. La forme du signal, et notamment la valeur maximale de celui-ci, sont en relation directe avec potentiel de frottement. Si ce potentiel évolue, la partie initiale du signal de contrainte représenté en fonction de la distance parcourue (égale à la vitesse multipliée par le temps écoulé depuis l'instant du début de contact entre le point et le sol) change peu ; par contre la partie finale du signal est modifiée en relation avec le niveau du potentiel. Ainsi, l'analyse du signal de la contrainte de cisaillement exercée sur la nervure sacrifiée fournit une information sur le potentiel d'adhérence entre la nervure et la chaussée, qui est lui-même directement corrélé au potentiel d'adhérence du pneumatique sur la chaussée. The figure presents the theoretical case of an infinite or very large friction potential: in this case, the shear stress increases, in absolute value, until the moment when the point leaves contact with the roadway. If the friction potential is not infinite, which is the case in reality, the point in question slides on the surface of the road as soon as the shear stress reaches the maximum value allowed by the friction potential, and the signal representing the shear stress as a function of the distance traveled by the center of the wheel (fig. 4) is different from that shown in figure 3. The shape of the signal, and in particular the maximum value of it, are in direct relationship with friction potential. If this potential evolves, the initial part of the stress signal represented as a function of the distance traveled (equal to the speed multiplied by the time elapsed since the instant of the start of contact between the point and the ground) changes little; on the other hand the final part of the signal is modified in relation to the level of the potential. Thus, the analysis of the signal of the shear stress exerted on the sacrificed rib provides information on the adhesion potential between the rib and the pavement, which is itself directly correlated to the adhesion potential of the tire on the pavement. .

Si la nervure sacrifiée est de surcroît équipé d'une mesure de la contrainte verticale au même point, il est possible de calculer le coefficient de frottement entre la nervure et le sol en effectuant le rapport entre la contrainte de cisaillement et la contrainte verticale. If the sacrificial rib is additionally equipped with a measurement of the vertical stress at the same point, it is possible to calculate the coefficient of friction between the rib and the ground by carrying out the ratio between the shear stress and the vertical stress.

La contrainte freineuse, qui se développe dans le contact, résulte de la différence longueurs des circonférences extérieures de la nervure sacrifiée et des nervures adjacentes. Ainsi, en modifiant cette différence de longueurs, on modifie la rapidité de la croissance de la contrainte entre les instants d'entrée en contact et de sortie du contact : plus la différence de longueurs grande, et plus la contrainte de cisaillement augmente rapidement. The braking stress, which develops in contact, results from the difference in lengths of the outer circumferences of the sacrificial rib and of the adjacent ribs. Thus, by modifying this difference in lengths, one modifies the speed of the growth of the stress between the instants of contact and exit of the contact: the greater the difference in lengths, the more the shear stress increases rapidly.

Si le pneumatique roule avec un angle de dérive, une contrainte transversale se développe l'interface entre la nervure sacrifiée et la chaussée. Celle-ci s'ajoute vectoriellement à contrainte longitudinale. La résultante subit alors la même évolution que celle décrite précédemment, à savoir que son module augmente entre l'instant où s'établit le contact et celui où sa valeur atteint la contrainte maximale permise par le potentiel de frottement, pour autant que la différence entre les longueurs des circonférences de la nervure sacrifiée et des nervures adjacentes ait un niveau suffisant. If the tire rolls with a drift angle, a transverse stress develops the interface between the sacrificial rib and the roadway. This is added vectorially to longitudinal stress. The resultant then undergoes the same evolution as that described previously, namely that its modulus increases between the instant when contact is established and that when its value reaches the maximum stress allowed by the friction potential, provided that the difference between the lengths of the circumferences of the sacrificial rib and of the adjacent ribs have a sufficient level.

De même, si un couple moteur ou freineur est exercé sur le pneumatique, une contrainte longitudinale vient s'ajouter ou se retrancher à la contrainte induite par la différence longueurs des circonférences des nervures. Par exemple, dans le cas d'un couple freineur, le signal de contrainte croît plus rapidement, en fonction de la distance parcourue, que dans le cas où la roue fonctionne à couple nul (fig. 5). Similarly, if a driving or braking torque is exerted on the tire, a longitudinal stress is added to or subtracted from the stress induced by the difference in lengths of the circumferences of the ribs. For example, in the case of a braking torque, the stress signal increases more quickly, as a function of the distance traveled, than in the case where the wheel operates at zero torque (fig. 5).

Ainsi, à partir d'une analyse appropriée du signal de contrainte représenté en fonction de la distance parcourue, égale au produit de la vitesse par le temps écoulé depuis l'entrée en contact avec le sol du point où la mesure est effectuée, il est possible de retirer deux informations : une information représentative du potentiel d'adhérence entre le pneumatique et la chaussée, et une information relative au niveau de sollicitation (motrice, freineuse ou transversale) exercée sur le pneumatique et permettant de connaître la marge d'adhérence disponible du pneumatique. Thus, from an appropriate analysis of the stress signal represented as a function of the distance traveled, equal to the product of the speed by the time elapsed since the contact with the ground at the point where the measurement is made, it is it is possible to remove two pieces of information: information representative of the grip potential between the tire and the road, and information relating to the level of stress (driving, braking or transverse) exerted on the tire and making it possible to know the available grip margin tire.

Il est possible d'utiliser de la même manière des mesures des déformations longitudinale et transversale de la nervure à la place des mesures de contraintes. Simplement, au cas où l'on désirerait calculer le coefficient de frottement, un étalonnage préalable entre les valeurs de déformations et de contraintes doit être réalisé et pris en compte dans le calcul. It is possible in the same way to use measurements of the longitudinal and transverse deformations of the rib in place of the stress measurements. Simply, if one wishes to calculate the coefficient of friction, a preliminary calibration between the values of strains and stresses must be carried out and taken into account in calculation.

Tout ce qui vient d'être décrit pour une nervure sacrifiée peut être appliqué au cas d'un pain sacrifié. All that has just been described for a sacrificed rib can be applied to the case of sacrificed bread.

Selon ce qui vient d'être décrit, au cours de l'usure du pneumatique, la pression de contact verticale entre les nervures sacrifiées ou les pains sacrifiés et le sol risque de devenir très faible du fait d'une usure initiale plus rapide de ces nervures ou pains sacrifiés que celle des autres pains ou nervures du pneumatique. Ceci peut nuire à la précision de mesure des potentiels d'adhérence lorsque ces nervures ou pains sacrifiés ont atteint cet état d'usure où la pression de contact est très faible. According to what has just been described, during wear of the tire, the vertical contact pressure between the sacrificial ribs or the sacrificial rolls and the ground risks becoming very low due to faster initial wear of these ribs or rolls sacrificed than that of other rolls or ribs of the tire. This can adversely affect the measurement accuracy of the adhesion potentials when these sacrificial ribs or bars have reached this state of wear where the contact pressure is very low.

C'est pourquoi il est proposé, dans une variante de réalisation avantageuse, de réaliser lesdites nervures sacrifiées (voir nervure 1 à la figure 1) ou pains sacrifiés dans un matériau leur conférant un potentiel d'adhérence inférieur à celui des autres nervures ou pains du pneumatique. On peut par exemple, au stade de la fabrication du pneumatique, réaliser bande de roulement par coextrusion à partir des différents caoutchoucs crus convenables. L'intérêt d'une telle variante est de permettre à ces éléments sacrifiés de glisser, sur un donné, pour des sollicitations de cisaillement plus faibles que celles qui seraient nécessaires si ces éléments étaient constitués du même matériau que celui des autres pains ou nervures du pneumatique. La vitesse d'usure d'un élément de gomme décroissant très rapidement lorsqu'on diminue la contrainte de cisaillement s'exerçant dans l'aire de contact entre cet élément et le sol, lorsque élément glisse sur le sol, la conséquence de cette amélioration est que les nervures ou pains sacrifiés réalisés dans ce matériau moins adhérent s'useront moins vite, et que la pression de contact verticale entre ces nervures ou pains sacrifiés et le sol diminuera également moins vite au cours de l'usure du pneumatique. This is why it is proposed, in an advantageous alternative embodiment, to produce said sacrificial ribs (see rib 1 in FIG. 1) or loaves sacrificed in a material giving them a lower adhesion potential than that of other ribs or loaves tire. It is possible, for example, at the tire manufacturing stage, to produce a tread by coextrusion from the various suitable raw rubbers. The advantage of such a variant is to allow these sacrificed elements to slide, over a given, for lower shear stresses than those which would be necessary if these elements were made of the same material as that of the other rolls or ribs of the pneumatic. The speed of wear of a rubber element decreases very quickly when the shear stress exerted in the contact area between this element and the ground is reduced, when the element slides on the ground, the consequence of this improvement is that the sacrificial ribs or bars produced in this less adherent material will wear out less quickly, and that the vertical contact pressure between these sacrificial ribs or bars and the ground will also decrease less rapidly during wear of the tire.

C'est également pourquoi il est aussi proposé, dans une autre variante de réalisation avantageuse, réaliser lesdites nervures ou pains sacrifiés dans un matériau présentant une meilleure résistance à l'usure que les matériaux constituant les autres nervures ou pains de sculpture du pneumatique. L'intérêt de cette autre variante est là encore de diminuer la vitesse d'usure de nervures ou pains sacrifiés avec, pour conséquence, une diminution moins rapide de la pression de contact verticale entre les nervures ou pains sacrifiés au cours de l'usure du pneumatique. This is also why it is also proposed, in another advantageous alternative embodiment, to produce said ribs or loaves sacrificed in a material having better wear resistance than the materials constituting the other ribs or tire treads. The advantage of this other variant is again to reduce the rate of wear of ribs or loaves sacrificed with, as a consequence, a less rapid decrease in the vertical contact pressure between the ribs or loaves sacrificed during the wear of the pneumatic.

Ces deux variantes peuvent être avantageusement combinées. Il est ainsi possible de maintenir, pendant toute la durée de vie du pneumatique, une pression de contact verticale suffisante, entre les nervures pains sacrifiés et le sol, pour garantir une bonne précision de la mesure des potentiels d'adhérence. These two variants can be advantageously combined. It is thus possible to maintain, throughout the life of the tire, a sufficient vertical contact pressure, between the sacrificial ribs and the ground, to guarantee good accuracy in measuring the adhesion potentials.

Le potentiel d'adhérence du pneumatique sur la chaussée conditionne directement le niveau maximal des efforts de guidage, de freinage et de motricité qui peuvent être transmis au véhicule. Il un élément déterminant de la mobilité et de la tenue de route des véhicules. Des études statistiques menées dans plusieurs pays montrent qu'il existe relation indéniable entre ce potentiel d'adhérence et le risque d'accidents sur chaussée mouillée : plus le niveau du potentiel d'adhérence sur chaussée mouillée est faible et plus le risque d'accident est élevé. La sécurité des usagers dépend donc étroitement du potentiel d'adhérence. The grip potential of the tire on the roadway directly conditions the maximum level of guidance, braking and traction forces which can be transmitted to the vehicle. It is a determining factor in the mobility and handling of vehicles. Statistical studies carried out in several countries show that there is an undeniable relationship between this grip potential and the risk of accidents on wet roads: the lower the level of the grip potential on wet roads, the lower the risk of accidents. is high. User safety therefore closely depends on the grip potential.

Un enjeu important pour la sécurité est de pouvoir évaluer le niveau potentiel d'adhérence du pneumatique le plus tôt possible avant d'atteindre la limite d'adhérence, car la possibilité d'éviter un accident en cas d'une adhérence insuffisante sera d'autant plus grande que les actions pour adapter les conditions de roulage du véhicule seront réalisees tôt. An important safety issue is to be able to assess the potential level of grip of the tire as soon as possible before reaching the grip limit, since the possibility of avoiding an accident in the event of insufficient grip will be as much as the actions to adapt the driving conditions of the vehicle will be carried out early.

Le principe de conception du pneumatique présenté ici représente un interêt important de ce point de vue. En effet, il permet d'évaluer le niveau du potentiel d'adhérence même lorsque le pneumatique est en roulage libre, ce qui revient à dire qu'il est possible de déterminer ce potentiel dans toutes les conditions de roulage du véhicule, depuis la situation de roulage en ligne droite à vitesse constante jusqu'aux situations de freinage et d'accélération maximaux, ou de virages pris à la limite d'adhérence. Le potentiel d'adhérence disponible peut ainsi être évalué en permanence. The principle of tire design presented here represents an important interest from this point of view. Indeed, it makes it possible to evaluate the level of the grip potential even when the tire is in free rolling, which amounts to saying that it is possible to determine this potential in all the running conditions of the vehicle, from the situation driving in a straight line at constant speed to the maximum braking and acceleration situations, or turns taken to the limit of grip. The adhesion potential available can therefore be assessed continuously.

A partir des mêmes mesures, il est également possible de connaître part du potentiel d'adhérence effectivement utilisée. From the same measurements, it is also possible to know part of the adhesion potential actually used.

Le tableau suivant synthétise un ensemble d'applications permises par la connaissance de ces informations.

A partir de la seule connaissance du potentiel d'adhérence disponible, ou d'une information directement corrélée au potentiel d'adhérence, il est possible # d'informer le conducteur du véhicule lorsque des variations du niveau d'adhérence surviennent : par exemple, si potentiel diminue au delà d'un certain niveau de variation, une alerte peut être délivrée au conducteur sous une forme sonore ou visuelle pour l'inciter à adapter sa conduite et à accroître sa vigilance ; sur le niveau relatif d'adhérence dont il dispose à un instant donné en comparaison à une base statistique des niveaux d'adhérence rencontrés : l'information prélevée en continu, lorsque le véhicule roule, peut alimenter une base de données implantée dans un système informatique lié au véhicule ou extérieur au véhicule (base données centralisée avec laquelle le véhicule communiquerait) ; de plus, cette information peut être comparée à la population statistique déjà stockée dans la base données pour déterminer à quel percentile de la population elle correspond ; ce résultat peut être converti en une information simple délivrée au conducteur (par exemple par l'indication d'un niveau conventionnel qualifiant l'adhérence disponible : fort, moyen, faible, très faible) ; # d'agir sur le 'hicule en adaptant la stratégie de pilotage de systèmes du véhicule tels que systèmes d'antiblocage de roues, d'antipatinage et de contrôle actif de trajectoire : ces systèmes pourraient disposer de stratégies différentes selon le niveau d'adhérence et prédéfinies par construction ; en fonction du niveau instantané d'adhérence, la stratégie de pilotage plus adaptée pourrait être mise en couvre ; en permettant la détermination des commandes optimales à appliquer à un organe du véhicule : simulations numériques en temps réel peuvent maintenant être réalisées dans les véhicules ; connaissant le niveau d'adhérence, il est possible de rechercher la commande à appliquer à un organe (frein par exemple) pour que la réponse soit optimale ; il est aussi possible de prédire par simulation quelle sera la réponse du véhicule aux commandes exercées par le conducteur et de corriger en conséquence commandes ou de l'assister dans le cas où les commandes apparaîtraient inadaptées # d'informer les autres usagers de la route et les organismes chargés de la gestion du réseau routier, en communiquant ces informations à des bases centrales de données ; les moyens actuels de communication et de localisation des mobiles (système GPS par exemple) permettent d'associer à chaque information sur le potentiel d'adhérence fournie par un véhicule la localisation précise de la portion routière correspondante et de transmettre informations à un système centralisé ; partant de ces informations, il est possible d'informer les autres usagers de la route, et leurs véhicules, du niveau disponible en point donné avant même qu'ils n'aient atteint ce point, ce qui permet d'anticiper encore plus les actions correctives éventuellement nécessaires au niveau des commandes véhicules ; de fournir aux gestionnaires du réseau routier des informations statistiques précises en temps réel sur le niveau d'adhérence, rendant ainsi inutiles les opérations régulières de mesure de l'adhérence réalisées dans certains pays pour surveiller leur réseau routier. The following table summarizes a set of applications made possible by knowledge of this information.

From knowledge of the available grip potential alone, or from information directly correlated to the grip potential, it is possible # to inform the driver of the vehicle when variations in the grip level occur: for example, if the potential decreases beyond a certain level of variation, an alert can be issued to the driver in an audible or visual form to encourage him to adapt his driving and increase his vigilance; on the relative level of grip it has at a given time compared to a statistical base of grip levels encountered: the information taken continuously, when the vehicle is moving, can feed a database located in a computer system linked to the vehicle or external to the vehicle (centralized database with which the vehicle would communicate); moreover, this information can be compared with the statistical population already stored in the database to determine which percentile of the population it corresponds to; this result can be converted into simple information delivered to the driver (for example by indicating a conventional level qualifying the available grip: strong, medium, weak, very weak); # to act on the vehicle by adapting the strategy for driving vehicle systems such as anti-lock systems, traction control and active trajectory control: these systems could have different strategies depending on the level of grip and predefined by construction; depending on the instantaneous level of grip, the more suitable steering strategy could be implemented; by allowing the determination of optimal commands to be applied to a vehicle body: real-time digital simulations can now be performed in vehicles; knowing the level of grip, it is possible to find the command to apply to an organ (brake for example) so that the response is optimal; it is also possible to predict by simulation what the response of the vehicle will be to the commands exerted by the driver and to correct the commands accordingly or to assist it in the event that the commands appear unsuitable # to inform other road users and the bodies responsible for managing the road network, by communicating this information to central databases; the current means of communication and location of mobiles (GPS system for example) make it possible to associate with each information item on the grip potential provided by a vehicle the precise location of the corresponding road section and to transmit information to a centralized system; On the basis of this information, it is possible to inform other road users, and their vehicles, of the level available at a given point even before they have reached this point, which makes it possible to anticipate actions even more corrective measures that may be necessary for vehicle orders; to provide road network managers with precise statistical information in real time on the level of grip, thus making the regular grip measurement operations carried out in certain countries to monitor their road network unnecessary.

Si cette information sur le potentiel d'adhérence disponible est complétée de l'information sur le niveau d'adhérence effectivement utilisé, il est possible en plus # d'informer le conducteur sur le taux d'utilisation de ce potentiel disponible et de l'alerter à l'approche de la limite d'adhérence ; # de réguler des systèmes du véhicule (systèmes antiblocage de roues ou antipatinage, par exemple) directement à partir de la différence entre le potentiel disponible et le potentiel utilisé ; # de fournir aux personnes en charge de la gestion du réseau routier des informations statistiques permettant de détecter les points du réseau où la limite d'adhérence est le plus souvent approchée et où le risque d'accident peut être important de ce fait, avant même que ce risque ne se soit exprimé au travers des statistiques d'accidents. If this information on the available grip potential is supplemented by information on the grip level actually used, it is possible in addition # to inform the driver about the rate of use of this available potential and the alert when approaching the grip limit; # regulate vehicle systems (anti-lock or traction control systems, for example) directly from the difference between the potential available and the potential used; # provide the people in charge of managing the road network with statistical information enabling them to detect points on the network where the grip limit is most often approached and where the risk of accident may therefore be significant, even before that this risk was not expressed through accident statistics.

On peut par exemple procéder à une mesure comme expliqué par le brevet DE 3937966 A1. Par exemple, un élément magnétique peut être incorporé dans un pain ou une nervure sacrifiée, à un endroit tel que cet élément subisse un déplacement relatif par rapport à des capteurs à effet Hall placés dans le pneumatique lorsque ledit pain ou nervure sacrifiée est soumis à un effort tangentiel ou à un effort normal. Les capteurs à effet Hall sont disposés de façon à mesurer le déplacement de l'élément magnétique au minimum sous l'effet d'un effort tangentiel appliqué à la surface du pain ou de la nervure sacrifiée, voire à mesurer en plus son déplacement, de façon distincte, sous l'effet d'un effort normal appliqué à ce pain ou cette nervure sacrifiée. One can for example carry out a measurement as explained by patent DE 3937966 A1. For example, a magnetic element can be incorporated in a loaf or a sacrificial rib, in a place such that this element undergoes a relative displacement with respect to Hall effect sensors placed in the tire when said loaf or sacrificial rib is subjected to a tangential effort or normal effort. Hall effect sensors are arranged so as to measure the displacement of the magnetic element to the minimum under the effect of a tangential force applied to the surface of the loaf or the sacrificial rib, or even to measure in addition its displacement, distinctly, under the effect of a normal force applied to this loaf or this sacrificed rib.

En variante, on pourrait aussi effectuer une mesure comme enseigné par le brevet US 864 056 ou US 5 502 433. Alternatively, one could also carry out a measurement as taught by patent US 864,056 or US 5,502,433.

Les signaux ainsi mesurés sont envoyés à une unité de calcul qui détermine le potentiel d'adhérence et la marge d'adhérence disponible selon la méthode décrite dans le paragraphe 2.The signals thus measured are sent to a calculation unit which determines the adhesion potential and the available margin of adhesion according to the method described in paragraph 2.

Ces informations calculées sont adressées elles-mêmes, par exemple à un dispositif permettant d'informer le conducteur, ou bien sont envoyées, par exemple par voie hertzienne, à système extérieur au véhicule, permettant de centraliser les informations relatives au potentiel d'adhérence du sol et destiné à informer tous les usagers de la route, ou bien encore sont utilisées pour réguler des systèmes ou des organes du véhicule sur lequel le pneumatique est monté. This calculated information is addressed itself, for example to a device making it possible to inform the driver, or else is sent, for example by hertzian way, with system external to the vehicle, making it possible to centralize information relating to the potential of adhesion of the ground and intended to inform all road users, or else are used to regulate systems or components of the vehicle on which the tire is mounted.

Claims

CLAIMS 1 - Tire whose tread comprises a first element (1) of the tread having a contact surface with the ground positioned at a distance from the wheel axle which is less than that of at least one second element ( 2), said elements being such that, in normal operation, the surfaces of the two elements come into contact with the ground in the contact area and that, in at least one range of rolling conditions to be monitored, the contact surface of the first element undergoes a sliding with respect to during its passage in the contact area, said tire comprising sensor means inside said first element (1), sensitive to tangential force in said contact surface of said first element during its passage in the contact area. 2 - Tire, the tread of which comprises a first element (1) of the tread having a contact surface with the ground positioned at a distance from the wheel axle which is less than that of at least one second element (2 ), said elements being such in normal operation, the surfaces of the two elements come into contact with the ground in the contact area and that, in at least one range of rolling conditions to be monitored, the contact surface of the first element undergoes a sliding relative to the ground during its passage in the contact area, said first element (1) being made of a material different from the material in which said second element is made, giving said first element a lower adhesion potential to that of said second element. 3 - Tire whose tread comprises a first tread element (1) having a surface in contact with the ground positioned at a distance from the wheel axis less than that of at least one second element (2 ), said elements such in normal operation, the surfaces of the two elements come into contact with the ground in the contact area and that, in at least one range of rolling conditions to be monitored, the contact surface of the first element undergoes a sliding relative to the ground during its passage through the contact area, said first element (1) being made of a material different from the material from which said second element is made, giving said first element better resistance to wear that the resistance to wear of said second element. 4 - Method for detecting an adhesion characteristic between a tire according to any one of claims 1 to 3, comprising the following steps a) Provide at least a first contact element (1) of the tread having a contact surface with the ground positioned at a distance from the wheel axis smaller than that of at least one second element (2), the distance such that in normal operation the surfaces of the two elements come into contact with the ground the contact area and in at least one range of rolling conditions to be monitored, the contact surface of the first element undergoes a sliding with respect to the ground during passage through the contact area. b) Produce a signal representative of a tangential force in said contact surface of the element closest to the axis during its passage in the contact area c) Detect the instant when the signal undergoes a characteristic variation loss of adhesion, d) Produce characteristic indication of the adhesion potential as a function of at least one value of said signal linked to the instant of detection of said variation. 5 - Method for detecting an adhesion characteristic between a tire according to any one of claims 1 to 3, comprising the following steps a) Provide at least a first contact element (1) of the tread having a surface in contact with the ground positioned at a distance from the wheel axle smaller than that of at least one second element (2), the distance such that in normal operation the surfaces of the two elements come into contact with the ground in the contact area b) Produce a signal representative of a tangential force in an area of the contact surface of the element closest to the axis during its passage in the contact area c) Detect the instant when the signal undergoes a variation characteristic of a loss of adhesion and d) Produce characteristic indication of a margin of adhesion available from a function of the interval separating the instant of detection from said variation p ar compared to the moment of entry into the contact area. 6 - Method according to claim 5, characterized in that said characteristic indication of adhesion margin is a function of the rate of change of the signal before the instant of detection of said variation. 7 - Method for detecting an adhesion characteristic between a tire according to any one of claims 1 to 3, comprising the following steps a) Provide at least a first contact element (1) of the tread having a contact surface with the ground positioned at a distance from the wheel axis smaller than that of at least one second element (2), the distance such that in normal operation the surfaces of the two elements come into contact with the ground in the contact area b) Produce a signal representative of a tangential force in a contact surface area of the element closest to the axis during its passage in the contact area c) Detect the 'instant when the signal undergoes a characteristic variation of a loss of adhesion d) Produce a second signal representative of a normal force at the contact surface of said element closest to the axis during its passage in the contact area, and e ) Produce an indication of the adhesion potential as a function of at least one value of the tangential force signal linked to the instant of detection of said variation and of a value of the second signal. 8 - Method according to claim 7, characterized in that said indication of the adhesion potential is a function of the ratio of the tangential force signal and the second signal. - Method for detecting an adhesion characteristic between a tire according to any one of claims 1 to 3, comprising the following steps a) Provide at least a first contact element (1) of the tread having a surface contact with the ground positioned at a distance from the wheel axis smaller than that of at least one second element (2), the distance such that in normal operation the surfaces of the two elements come into contact with the ground in the contact area b) Produce a signal representative of a tangential force in a contact surface area of the element closest to the axis during its passage in the contact area c) Produce a second signal representative of a normal force at the contact surface of said element closest to the axis during its passage in the contact area, and d) Detect the instant when a predetermined function of the tangential force signal and the second signal undergoes a variation characteristic of a loss of adhesion e) Determine an indication of the adhesion potential from at least one value of said function linked to the instant of detection of said variation - Method according to claim 9, characterized in that said predetermined function depends on the ratio of the tangential force signal and the second signal. 11 - Method according to one of claims 7 to 10, further characterized in that one produces a characteristic indication of a margin of adhesion available from a function of the interval separating the instant of detection of said variation and the instant of entry into the contact area. 12 - Method according to claim 10, characterized in that this characteristic indication of grip margin is a function of the variation of the tangential force signal before the instant of detection of said variation.