Procédé de mesure de l'adhérence au sol d'une route Method for measuring the ground adhesion of a road
La présente invention concerne un procédé de mesure de l'adhérence au sol d'une route, notamment au moyen d'une sonde déformable embarquée dans un véhicule automobile. Les véhicules automobiles embarquent un nombre croissant d'équipements de sécurité active. A titre d'exemple, on connaît le contrôle de stabilité - dénommé E.S.P. pour electronic stability program en anglais - ou l'assistance anti-blocage de roue - dénommé A.B.S. pour anti-blocking system en anglais. Ces équipements améliorent la sécurité active d'un véhicule automobile en cherchant à limiter le risque 15 d'accident. Pour améliorer leur efficacité et leur performance, ces équipements requièrent des informations relatives à l'environnement dans lequel évolue le véhicule comme sa vitesse, l'angle du volant ou la vitesse de débattement 20 des suspensions. Certaines de ces informations ne sont pas aisées à obtenir. Notamment, l'adhérence au sol d'un véhicule est un paramètre difficile à mesurer directement et en continu. 25 Or cette adhérence est une information importante puisqu'elle traduit l'état de la route au niveau de l'interface pneu/route. Il est connu de mesurer cette adhérence selon différents procédés. Ainsi, pour une forte sollicitation 30 en couple, on peut utiliser un taux de glissement de la roue tandis que, pour des sollicitations faibles ou moyennes, il est connu notamment d'utiliser des lasers en dynamique. Par ailleurs, la demande de brevet FR 2820501 de la 35 société Michelin divulgue un procédé mesurant l'adhérence d'une roue à la route au moyen d'un capteur situé sur cette roue. Toutefois, un tel procédé présente l'inconvénient de dépendre de paramètres extérieurs à l'adhérence tels que l'état d'usure de la roue ou sa pression interne. En outre, un tel procédé requiert l'utilisation de pneus spécifiques à chaque type de véhicule automobile. La présente invention vise à proposer un procédé de mesure d'adhérence simple, fiable et pouvant équipé tout type de véhicule automobile. En outre, l'invention vise à fournir un procédé compatible avec les contraintes économiques de fabrication d'un véhicule automobile en série, pour disposer de cette information en continu. The present invention relates to a method for measuring the ground adhesion of a road, in particular by means of a deformable probe embedded in a motor vehicle. Motor vehicles carry an increasing number of active safety equipment. By way of example, the stability control - known as E.S.P. for electronic stability program in English - or anti-lock wheel assistance - called A.B.S. for anti-blocking system in English. These devices improve the active safety of a motor vehicle by seeking to limit the risk of an accident. To improve their efficiency and performance, this equipment requires information relating to the environment in which the vehicle operates such as its speed, the angle of the steering wheel or the speed of movement of the suspensions. Some of this information is not easy to obtain. In particular, the ground adhesion of a vehicle is a difficult parameter to measure directly and continuously. This adhesion is important information since it reflects the state of the road at the tire / road interface. It is known to measure this adhesion according to different methods. Thus, for a high torque load, it is possible to use a slip rate of the wheel whereas, for low or medium loads, it is known in particular to use lasers in dynamic mode. Furthermore, the patent application FR 2820501 of the company Michelin discloses a method measuring the adhesion of a wheel to the road by means of a sensor located on this wheel. However, such a method has the disadvantage of depending on parameters external to the adhesion such as the state of wear of the wheel or its internal pressure. In addition, such a method requires the use of tires specific to each type of motor vehicle. The present invention aims to provide a simple, reliable adhesion measuring method that can be equipped with any type of motor vehicle. In addition, the invention aims to provide a method compatible with the economic constraints of manufacturing a motor vehicle in series, to have this information continuously.
C'est pourquoi, l'invention porte sur un procédé de mesure de l'adhérence au sol d'un véhicule au moyen d'une sonde déformable équipant le véhicule, caractérisé en ce que la mesure d'adhérence comprend les étapes de maintenir la sonde en frottement avec la route pendant le déplacement du véhicule, de mesurer une déformation de la sonde sous l'action de son frottement avec la route et de déterminer une valeur de l'adhérence de la route à partir de cette mesure de la déformation de la sonde. Grâce à un procédé conforme à l'invention, la mesure d'adhérence au sol d'un véhicule peut être simplement mise en oeuvre à partir de tout type de véhicule et dans différentes conditions. De fait, l'invention ne requiert qu'un frottement continu entre une sonde, associée au véhicule, et la route. A partir de ce frottement, un capteur et des moyens électriques peuvent déduire aisément l'adhérence au sol du véhicule. Dans une réalisation, le procédé comprend l'étape de maintenir le frottement de la sonde avec la route en exerçant une action constante sur cette sonde, au moyen d'un vérin, perpendiculairement à la direction de déplacement du véhicule. Selon une réalisation, le procédé comprend l'étape de mesurer la déformation de la sonde au moyen d'un 5 capteur venant au contact de la sonde. Dans une réalisation, le procédé comprend l'étape de mesurer l'adhérence de la route au moyen d'une cartographie embarquée dans le véhicule déterminant une adhérence pour une valeur mesurée de déformation. 10 L'invention concerne également un dispositif de mesure de l'adhérence au sol d'un véhicule automobile au moyen d'une sonde déformable destinée à équiper ce véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour maintenir la sonde en frottement avec la route 15 pendant le déplacement du véhicule, mesurer la déformation de la sonde sous l'action de la route et déterminer une valeur de l'adhérence de la route à partir de la mesure de la déformation de la sonde. Dans une réalisation, le dispositif comprend un 20 vérin agissant sur la sonde perpendiculairement à la direction de déplacement du véhicule pour maintenir le frottement de la sonde avec la route. Selon une réalisation, le dispositif comprend un capteur venant au contact de la sonde. 25 Dans une réalisation, le dispositif comprend une cartographie pour déterminer une adhérence au sol de la route à partir d'une valeur déterminée de déformation. L'invention concerne également un véhicule de transport muni d'un dispositif pouvant mettre en oeuvre un 30 procédé conforme à l'une des réalisations précédentes. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, avantages et caracteristiques apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit et qui est faite au regard des dessins annexés et sur lesquels : 35 - la figure 1 représente schématiquement la mise en oeuvre d'un procédé conforme à l'invention, - les figures 2a et 2b représentent les forces mises en jeu lors de mesures d'adhérences distinctes, - la figure 3 est un diagramme permettant de déterminer une valeur d'adhérence, - la figure 4 est une vue en coupe d'un dispositif conforme à l'invention, - la figure 5 est un schéma représentatif d'une mise en oeuvre du dispositif décrit à la figure 4, et - la figure 6 représente les forces mises en jeu lors d'une mesure d'adhérence par le dispositif décrit à la figure 4. En référence à la figure 1, un véhicule 1 conforme à l'invention comprend une sonde 2 déformable, par exemple formée par un matériau souple ou élastique, reliée à la caisse 3 du véhicule. Lors d'une mesure d'adhérence du véhicule à la route 4 sur laquelle circule le véhicule 1, la sonde 2 est maintenue en contact avec cette route 4. Therefore, the invention relates to a method for measuring the ground adhesion of a vehicle by means of a deformable probe fitted to the vehicle, characterized in that the adhesion measurement comprises the steps of maintaining the probe in friction with the road during the displacement of the vehicle, to measure a deformation of the probe under the action of its friction with the road and to determine a value of the adhesion of the road starting from this measurement of the deformation of the probe. With a method according to the invention, the ground adhesion measurement of a vehicle can be simply implemented from any type of vehicle and under different conditions. In fact, the invention requires only a continuous friction between a probe associated with the vehicle and the road. From this friction, a sensor and electrical means can easily deduce the ground adhesion of the vehicle. In one embodiment, the method comprises the step of maintaining the friction of the probe with the road by exerting a constant action on this probe, by means of a jack, perpendicular to the direction of movement of the vehicle. According to one embodiment, the method comprises the step of measuring the deformation of the probe by means of a sensor coming into contact with the probe. In one embodiment, the method comprises the step of measuring the adhesion of the road by means of an on-board mapping in the vehicle determining an adhesion for a measured value of deformation. The invention also relates to a device for measuring the ground adhesion of a motor vehicle by means of a deformable probe intended to equip this vehicle, characterized in that it comprises means for holding the probe in friction with the road 15 during the movement of the vehicle, measure the deformation of the probe under the action of the road and determine a value of the adhesion of the road from the measurement of the deformation of the probe. In one embodiment, the device comprises a cylinder acting on the probe perpendicular to the direction of movement of the vehicle to maintain the friction of the probe with the road. In one embodiment, the device comprises a sensor that comes into contact with the probe. In one embodiment, the device includes a mapping for determining road ground adhesion from a determined amount of deformation. The invention also relates to a transport vehicle provided with a device that can implement a method according to one of the preceding embodiments. The invention will be better understood and other objects, advantages and features will appear more clearly on reading the description which follows and which is made with reference to the appended drawings and in which: FIG. 1 schematically represents the implementation of a process according to the invention, - Figures 2a and 2b show the forces involved in separate adhesion measurements, - Figure 3 is a diagram for determining an adhesion value, - Figure 4 is a sectional view of a device according to the invention, - Figure 5 is a representative diagram of an implementation of the device described in Figure 4, and - Figure 6 shows the forces involved in a measurement of adhesion by the device described in FIG. 4. With reference to FIG. 1, a vehicle 1 according to the invention comprises a deformable probe 2, for example formed by a flexible or elastic material, connected to the body 3 of vehicle. During a measurement of adhesion of the vehicle to the road 4 on which the vehicle 1 is traveling, the probe 2 is kept in contact with this road 4.
A cet effet, une action Fz verticale, c'est-à-dire perpendiculaire à la direction de déplacement du véhicule, est exercée sur le détecteur 2. Grâce à cette action verticale Fz, une action Fx horizontale est générée, entre le détecteur 2 et la route 4, due au frottement du détecteur 2 sur cette route 4. Un tel frottement étant d'autant plus important que l'adhérence de la route est élevée, il apparaît que la sonde 2 subit une déformation horizontale - par étirement - d'autant plus importante que l'adhérence de la route est élevée. Cette situation est illustrée sur les figures 2a et 2b : Pour une même sonde 2 soumise à une même action Fz verticale, une faible adhérence de la route 4 (figure 2a) génère une action Fx d'intensité inférieure à celle de l'action Fx' (figure 2b) générée par une route présentant une adhérence accrue. De façon corollaire, l'étirement de la sonde 2 est plus important lorsque l'adhérence de la route 4 est élevée (figure 2b) que lorsque l'adhérence est limitée (figure 2a). Grâce à la mesure de l'étirement ou de la déformation de la sonde 2, il est possible de remonter à la valeur de l'adhérence de la route, en se servant d'un abaque, comme illustré en figure 3 (obtenu par exemple par des mesures sur banc ou issu de la littérature). Cet abaque, préenregistré par exemple dans une unité de commande relié à la sonde, représente des courbes de l'adhérence (axe des ordonnées 8) en fonction de l'action Fx (axe des abscisses 9) qui est lui mesuré à l'aide de la sonde selon l'invention. Chaque courbe correspond à divers adhérences de la route et donc à plusieurs types de sol : la courbe du haut correspondant à un sol sec, la courbe du milieu à un sol mouillé et la courbe du bas à un sol verglacé. Bien entendu, l'abaque ne se limitera certainement pas à trois courbes. En référence à la figure 4, un dispositif 13 mettant en oeuvre l'invention peut comprendre un vérin 10 muni d'un capteur 11 mesurant le déplacement de la sonde 2 formée par un matériau plastique. For this purpose, a vertical action Fz, that is to say perpendicular to the direction of movement of the vehicle, is exerted on the detector 2. With this vertical action Fz, a horizontal action Fx is generated between the detector 2 and the road 4, due to the friction of the detector 2 on this road 4. Such friction being all the more important that the adhesion of the road is high, it appears that the probe 2 undergoes a horizontal deformation - by stretching - as important as road adherence is high. This situation is illustrated in FIGS. 2a and 2b: For the same probe 2 subjected to the same vertical action Fz, a weak adhesion of the road 4 (FIG. 2a) generates an action Fx of intensity lower than that of the action Fx '(Figure 2b) generated by a road with increased grip. As a corollary, the stretching of the probe 2 is greater when the adhesion of the road 4 is high (Figure 2b) than when the adhesion is limited (Figure 2a). By measuring the stretching or the deformation of the probe 2, it is possible to go back to the value of the adhesion of the road, using an abacus, as illustrated in FIG. 3 (obtained, for example by bench measurements or from literature). This abacus, pre-recorded for example in a control unit connected to the probe, represents adhesion curves (ordinate axis 8) as a function of the action Fx (abscissa axis 9) which is measured by means of of the probe according to the invention. Each curve corresponds to various adhesions of the road and thus to several types of soil: the curve of the top corresponding to a dry ground, the curve of the middle to a wet ground and the curve of the bottom to a icy ground. Of course, the chart will certainly not be limited to three curves. Referring to Figure 4, a device 13 embodying the invention may comprise a jack 10 provided with a sensor 11 measuring the displacement of the probe 2 formed by a plastic material.
Sur la figure 5 est illustré un exemple de positionnement du dispositif 13. Dans ce cas, le dispositif 13 est suspendu au triangle de la roue avant gauche d'un véhicule automobile. Comme représenté sur la figure 6, le vérin 10 peut alors exercer une action verticale Fz maintenant le contact entre la sonde 2 et la route 4 dont l'adhérence est mesurée. Lors de ce contact, une action horizontale Fx est générée par la route 4 sur la sonde 2. Cette dernière est ainsi déplacée d'une position de repos (trait discontinu) à une position de mesure (trait continu) où sa déformation équilibre l'action Fx. La capteur 11 déterminant la valeur de cette déformation, il est alors possible de déterminer l'adhérence de la route comme précédemment indiqué. L'information d'adhérence permet alors de prévenir le conducteur du véhicule de l'état de la route et de gérer plus efficacement les algorithmes des systèmes de sécurité comme l'ABS et l'ESP. In Figure 5 is illustrated an example of positioning of the device 13. In this case, the device 13 is suspended from the triangle of the left front wheel of a motor vehicle. As shown in FIG. 6, the jack 10 can then exert a vertical action Fz maintaining the contact between the probe 2 and the road 4 whose adhesion is measured. During this contact, a horizontal action Fx is generated by the road 4 on the probe 2. The latter is thus moved from a rest position (dashed line) to a measurement position (solid line) where its deformation balances the action Fx. The sensor 11 determining the value of this deformation, it is then possible to determine the adhesion of the road as previously indicated. The adhesion information then makes it possible to warn the driver of the vehicle of the state of the road and to manage the algorithms of safety systems such as ABS and ESP more effectively.