FR3041432A1 - Procede et dispositif de detection d'un defaut d'une roue d'un vehicule automobile - Google Patents

Abstract

La présente invention a pour objet un procédé de détection d'un défaut d'équilibrage d'une roue (2A, 2B, 2C, 2D) d'un véhicule automobile (1), le procédé comprenant les étapes de mesure périodique d'un paramètre d'oscillation de ladite roue (2A, 2B, 2C, 2D) et de détection d'un défaut d'équilibrage lorsque l'amplitude des oscillations représentées par les valeurs mesurées dépasse un seuil d'amplitude prédéterminé.

Description

La présente invention se rapporte au domaine de la détection de défauts sur un véhicule automobile et concerne plus particulièrement un procédé et un dispositif de détection d’un défaut d’équilibrage d’une roue d’un véhicule automobile ainsi qu’un véhicule automobile comprenant un tel dispositif.

Un véhicule automobile est équipé de manière connue d’une pluralité de roues comportant chacune une jante et un pneumatique monté sur ladite jante.

De nos jours, il est aussi connu, avant de monter une roue sur le véhicule automobile, de faire subir à la roue une opération d’équilibrage. Une telle opération consiste à faire tourner la roue sur un banc d’essai afin de vérifier la répartition du poids de la roue ainsi que sa forme afin d’éviter une inégale répartition des forces qui pourrait provoquer des vibrations lorsque la roue tourne. Ainsi, lorsqu’un défaut est détecté, des poids sont placés sur la jante afin d’équilibrer la roue, ce qui permet d’éviter les vibrations de la roue lorsque le véhicule circule.

Au cours de son utilisation, une roue peut être détériorée, notamment par des chocs ou par l’usure. De telles détériorations de la roue entraînent un déséquilibrage de celle-ci, ce qui provoque notamment des vibrations se propageant dans tout le véhicule, une usure des liaisons mécaniques entre la roue et le châssis et une surconsommation de carburant.

Aussi, un défaut n’est généralement détecté lors de l’utilisation du véhicule que par un utilisateur ressentant des vibrations ou bien lors d’un contrôle du véhicule, ce qui, dans les deux cas, nécessite de tester l’équilibrage de chaque roue du véhicule afin de trouver celle présentant un défaut d’équilibrage et est donc coûteux et chronophage. De plus, un utilisateur ne fera pas systématiquement tester ses roues et subira alors les vibrations tant qu’il ne fera pas tester l’équilibrage dans un garage.

Le défaut peut également être détecté lors du changement du pneumatique de la roue. Cependant, un pneumatique n’étant pas changé régulièrement, par exemple en moyenne moins d’une fois par an, l’utilisateur peut devoir supporter les vibrations provoquées par un défaut de la roue pendant une période prolongée s’il n’en identifie pas la cause, ce qui présente un inconvénient majeur. L’invention vise donc à résoudre au moins en partie ces inconvénients en proposant une solution simple, fiable et efficace pour détecter un défaut d’équilibrage de la roue d’un véhicule automobile. A cette fin, l’invention a tout d’abord pour objet un procédé de détection d’un défaut d’équilibrage d’une roue d’un véhicule automobile, le procédé comprenant les étapes de mesure périodique d’un paramètre d’oscillation de ladite roue et de détection d’un défaut d’équilibrage lorsque l’amplitude des oscillations représentées par les valeurs mesurées dépasse un seuil d’amplitude prédéterminé.

Le procédé selon l’invention permet avantageusement de détecter un défaut d’équilibrage d’une roue lors de l’utilisation du véhicule et notamment d’identifier aisément la roue déséquilibrée afin de la faire réparer.

Selon un mode de réalisation, le paramètre d’oscillation de la roue est une force, par exemple mesurée par un capteur de charge ou de force monté dans la roue, un tel capteur étant peu onéreux et aisé à monter dans la roue.

Selon un autre mode de réalisation, le paramètre d’oscillation de la roue est un déplacement, par exemple mesuré par un accéléromètre monté dans la roue, un tel accéléromètre étant peu onéreux et aisé à monter dans la roue.

De manière préférée, le déplacement est le déplacement de la roue. Alternativement ou en complément, le véhicule comprenant un amortisseur associé à chaque roue, le déplacement est le déplacement dudit amortisseur.

Avantageusement, le procédé comprend une étape de calcul de la dispersion des valeurs mesurées du paramètre d’oscillation. Ainsi seule l’amplitude des oscillations est mesurée, ce qui facilite la mise en œuvre du procédé.

De manière préférée, l’étape de détermination d’une oscillation comprenant une étape de calcul de l’écart type entre les valeurs mesurées du paramètre d’oscillation, l’utilisateur pouvant alors être alerté d’un défaut lorsque l’écart type est supérieur à une valeur prédéterminée, par exemple supérieur à 0,1. La valeur prédéterminée permet ainsi de se prémunir des valeurs aberrantes dues au changement de conditions de circulation, aux tolérances, etc.

Dans un mode de réalisation, le procédé étant mis en œuvre par un dispositif capteur monté dans la roue, le procédé comprend en outre une étape d’envoi d’un message de détection d’un défaut lorsqu’un défaut est détecté. Ainsi, le dispositif capteur de chaque roue permet de détecter un défaut et d’identifier la roue en défaut. L’invention vise aussi un procédé de détection d’un défaut d’équilibrage d’une roue d’un véhicule automobile, ladite roue comprenant un dispositif capteur adapté pour mesurer un paramètre d’oscillation de la roue, ledit véhicule comportant une unité de contrôle électronique adaptée pour alerter un utilisateur d’un défaut de ladite roue, le procédé comprenant les étapes de : • mesure périodique d’un paramètre d’oscillation de ladite roue par ledit dispositif capteur, • détection d’un défaut d’équilibrage lorsque l’amplitude des oscillations représentées par les valeurs mesurées dépasse un seuil d’amplitude prédéterminé, • envoi, par ledit dispositif capteur, d’un message de détection lorsqu’un défaut est détecté, • réception dudit message de détection par l’unité de contrôle électronique, et • alerte de l’utilisateur, par l’unité de contrôle électronique, à partir du message reçu. L’utilisation d’un dispositif capteur monté dans chaque roue permet d’identifier la ou les roues en défaut et d’en informer le conducteur via une unité de contrôle électronique existante du véhicule qui peut être programmée dans ce but. L’invention a également pour objet un dispositif capteur destiné à être monté dans une roue d’un véhicule automobile afin d’en détecter un défaut d’équilibrage, ledit dispositif capteur comprenant : • un module de mesure d’un paramètre d’oscillation de ladite roue, • un module de calcul configuré pour détecter un défaut d’équilibrage de la roue lorsque l’amplitude des oscillations représentées par les valeurs mesurées dépasse un seuil d’amplitude prédéterminé, et • un module de communication configuré pour envoyer un message de détection d’un défaut lorsqu’un défaut est détecté. L’invention a en outre pour objet un système de détection d’un défaut d’équilibrage d’une roue d’un véhicule automobile, ledit système comprenant au moins un dispositif capteur tel que présenté précédemment et une unité de contrôle électronique configurée pour recevoir un message de détection d’un défaut envoyé par ledit dispositif capteur et pour alerter un utilisateur du véhicule à partir d’un message de détection reçu.

Enfin, l’invention a pour objet un véhicule automobile, comprenant une pluralité de roues et un système de détection tel que présenté précédemment. L’invention concerne également un procédé de détection d’un défaut d’équilibrage d’une roue d’un véhicule automobile, le procédé étant mis en oeuvre par une unité de contrôle électronique montée dans le véhicule, le procédé comprenant les étapes de : • réception périodique de mesures d’un paramètre d’oscillation de ladite roue, • détection d’un défaut d’équilibrage lorsque l’amplitude des oscillations représentées par les valeurs mesurées dépasse un seuil d’amplitude prédéterminé, et • alerte de l’utilisateur lorsqu’un défaut est détecté.

Le dispositif capteur peut ainsi se contenter d’envoyer les mesures qu’il réalise à l’unité de contrôle électronique qui les analyse afin de détecter un défaut d’équilibrage sur une roue, ce qui réduit la consommation du dispositif capteur et augmente son autonomie. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront lors de la description qui suit faite en regard des figures annexées données à titre d’exemples non limitatifs et dans lesquelles des références identiques sont données à des objets semblables. - La figure 1 représente schématiquement un véhicule automobile comprenant une pluralité de roues, - La figure 2 représente schématiquement une forme de réalisation d’un dispositif capteur selon l’invention, - La figure 3 illustre schématiquement un mode de réalisation du procédé selon l’invention. - La figure 4 est une courbe des valeurs d’un paramètre d’oscillation d’une roue équilibrée, et - La figure 5 est une courbe des valeurs d’un paramètre d’oscillation d’une roue non équilibrée.

Dans ce qui va suivre, le défaut est détecté pour une roue d’un véhicule automobile. On notera qu’une telle application n’est pas limitative de la portée de la présente invention qui peut s’appliquer à tout type de véhicule.

En référence à la figure 1, un véhicule automobile 1 est équipé de quatre roues 2A, 2B, 2C, 2D comportant chacune une jante (non représentée) et un pneumatique (non représenté) monté sur ladite jante.

Selon l’invention, le véhicule 1 comprend un système de détection des vibrations desdites roues 2A, 2B, 2C, 2D. Le système de détection comprend une unité de contrôle électronique 3 montée dans le véhicule 1 et chaque roue 2A, 2B, 2C, 2D comprend un dispositif capteur 4A, 4B, 4C, 4D.

Un dispositif capteur 4A, 4B, 4C, 4D est monté dans chaque roue 2A, 2B, 2C, 2D, par exemple au niveau de la partie intérieure du pneumatique, afin de mesurer le paramètre d’oscillation de chaque roue 2A, 2B, 2C, 2D.

Comme illustré à la figure 2, le dispositif capteur 4A, 4B, 4C, 4D comprend un module de mesure 41, un module de calcul 42 et un module de communication 43.

Le module de mesure 41 est configuré pour mesurer un paramètre d’oscillation de la roue 2A, 2B, 2C, 2D.

Le module de calcul 42 est configuré pour détecter un défaut d’équilibrage de la roue 2A, 2B, 2C, 2D, par exemple en calculant la dispersion ou l’écart type entre les différentes mesures faites pas le module de mesure 41.

Le module de communication 43 est configuré pour communiquer avec l’unité de contrôle électronique 3 du véhicule 1 et notamment pour envoyer un message de détection d’un défaut d’équilibrage de la roue 2A, 2B, 2C, 2D à l’unité de contrôle électronique 3 du véhicule 1.

De préférence, le module de communication 43 est un module de communication sans fil afin de rendre aisée la communication entre les dispositifs capteur 4A, 4B, 4C, 4D placés dans chacune des roues 2A, 2B, 2C, 2D du véhicule 1 et l’unité de contrôle électronique 3 dudit véhicule 1.

Selon une forme de réalisation préférée de l’invention, le paramètre d’oscillation est la force exercée par le sol sur le pneumatique lorsque la roue 2A, 2B, 2C, 2D tourne sur ledit sol. Le module de mesure 41 est alors un capteur de charge adapté pour mesurer la force exercée sur le pneumatique par la route sur laquelle circule le véhicule 1. Un tel capteur, également désigné « eTIS » pour « electronic-Tire Information Service >> signifiant service électronique d’information du pneu, étant connu, il ne sera pas décrit plus en détail.

Le module de mesure 41 mesure périodiquement la force exercée sur le pneu afin que le module de calcul 42 analyse l’évolution des mesures réalisées par le module de mesure 41 durant l’utilisation du véhicule 1.

Pour détecter un défaut d’équilibrage de la roue 2A, 2B, 2C, 2D, le module de calcul 42 détermine la dispersion ou l’écart type des valeurs mesurées dans des conditions similaires de circulation du véhicule 1. Par conditions similaires de circulation, on entend en particulier la vitesse, l’état de la voie sur laquelle circule le véhicule 1, la trajectoire du véhicule 1 sur ladite voie, etc. Cette dispersion ou cet écart type permettent ainsi de quantifier les variations desdites valeurs autour d’une moyenne afin de détecter des oscillations anormales, c’est-à-dire trop importantes, de la roue 2A, 2B, 2C, 2D.

En référence à la figure 4, lorsque l’écart type est inférieur à un seuil prédéterminé, aucun défaut n’est détecté. Le seuil est déterminé de manière à exclure les variations dues aux tolérances de mesure et aux conditions de mesure.

En référence à la figure 5, lorsque la dispersion ou l’écart type est supérieur à un seuil prédéterminé, par exemple lorsque l’écart type est supérieur à 0,1, le module de calcul 42 détecte alors un défaut d’équilibrage de la roue 2A, 2B, 2C, 2D.

Un déséquilibrage de la roue 2A, 2B, 2C, 2D entraîne une oscillation des valeurs mesurées de ladite roue 2A, 2B, 2C, 2D. L’amplitude et la fréquence de ces oscillations varient avec la vitesse de rotation des roues 2A, 2B, 2C, 2D. Ainsi, comme illustré à la figure 5, l’oscillation des valeurs présente une seule période pour une vitesse de 15 km/h, trois périodes pour une vitesse de 70km/h, etc. De telles oscillations sont représentatives de l’effet de balourd provoqué, lors de la rotation de la roue 2A, 2B, 2C, 2D, par le déséquilibrage de ladite roue 2A, 2B, 2C, 2D.

Le module de calcul 42 est également adapté pour générer un message de détection d’un défaut signalant un déséquilibrage de ladite roue 2A, 2B, 2C, 2D. Le module de communication 43 du dispositif capteur 4A, 4B, 4C, 4D est adapté pour envoyer ledit message de détection à l’unité de contrôle électronique 3. L’unité de contrôle électronique 3, également désignée « ECU >> pour « Electronic Control Unit >>, comprend un module de communication 31 avec le dispositif capteur 4A, 4B, 4C, 4D et un module d’alerte 32.

Le module de communication 31 est configuré pour recevoir un message de détection d’un défaut d’équilibrage émis par le module de communication 43 du dispositif capteur 4A, 4B, 4C, 4D.

Le module d’alerte 32 permet de prévenir l’utilisateur lorsqu’un défaut est détecté. L’alerte peut, par exemple, être sonore et/ou visuelle. L’alerte permet également à l’utilisateur d’identifier la roue 2A, 2B, 2C, 2D présentant un déséquilibrage, ce qui rend aisée la maintenance de la roue 2A, 2B, 2C, 2D présentant un déséquilibrage.

Il a été présenté une force comme paramètre d’oscillation, cependant il va de soi que tout autre paramètre d’oscillation représentatif d’un déséquilibrage d’une roue 2A, 2B, 2C, 2D pourrait convenir. En particulier, le paramètre d’oscillation pourrait être un déplacement, notamment le déplacement de la roue 2A, 2B, 2C, 2D ou de l’amortisseur de la roue 2A, 2B, 2C, 2D. Dans ce dernier cas, le dispositif capteur 4A, 4B, 4C, 4D pourrait par exemple être monté en regard dudit amortisseur afin d’en mesurer les oscillations. De même, il a été présenté un module de mesure 41 comprenant un capteur de force mais il va de soi que tout autre capteur apte à mesurer le paramètre d’oscillation pourrait convenir, en particulier un accéléromètre adapté pour mesurer un déplacement.

Dans la suite de la description, il va être présenté la mise en oeuvre du procédé de détection selon l’invention en référence à la figure 3. Par soucis de clarté, la détection d’un défaut d’équilibrage d’une seule roue du véhicule 1 est présentée.

Lorsque le véhicule automobile 1 se déplace sur une route, le module de mesure 41 mesure, dans une étape E1, de manière périodique la force exercée sur le pneumatique de la roue.

Le module de calcul 42 calcule alors, dans une étape E2, la dispersion ou l’écart type des valeurs mesurées dans des conditions similaires de circulation du véhicule 1 afin de détecter un défaut. Dans la suite, on considère par souci de clarté que le module de calcul 42 calcule l’écart-type des valeurs d’oscillations mesurées sur un intervalle de temps prédéterminé, par exemple de l’ordre de 10 min.

Lorsque l’écart type est inférieur au seuil prédéterminé, aucun défaut n’est détecté. Lorsque l’écart type est supérieur au seuil prédéterminé, le module de calcul 42 détecte, dans une étape E3, un défaut d’équilibrage de la roue 2A, 2B, 2C, 2D et génère un message de détection d’un défaut.

Ce message est alors envoyé, dans une étape E4, par le module de communication 43 du dispositif capteur 4A, 4B, 4C, 4D à l’unité de contrôle électronique 3 du véhicule 1.

Une fois ce message reçu, le module d’alerte 32 de l’unité de contrôle électronique 3 émet, dans une étape E5, une alerte afin d’informer l’utilisateur du défaut d’équilibrage de la roue 2A, 2B, 2C, 2D.

Il a été présenté une mise en œuvre du procédé de détection dans lequel l’étape de détection d’un défaut d’équilibrage est mise en œuvre par le dispositif capteur 4A, 4B, 4C, 4D, mais il va de soi que le dispositif capteur 4A, 4B, 4C, 4D pourrait être adapté pour envoyer les mesures périodiques à l’unité de contrôle électronique 3 et que l’unité de contrôle électronique 3, adaptée pour recevoir lesdites mesures, pourrait être adaptée pour détecter un défaut d’équilibrage.

Avantageusement, l’unité de contrôle électronique 3 est adaptée pour émettre des alertes différentes afin de différencier la roue 2A, 2B, 2C, 2D du véhicule 1 présentant un défaut d’équilibrage. Ainsi, l’utilisateur peut aisément faire rééquilibrer la roue 2A, 2B, 2C, 2D présentant un défaut.

Grâce au procédé selon l’invention, un déséquilibrage d’une roue d’un véhicule peut être aisément détecté durant l’utilisation dudit véhicule. L’utilisateur étant ainsi informé du défaut, il peut aisément et pour un coût réduit, faire rééquilibrer la roue afin de ne pas avoir à subir les inconvénients des vibrations dues à un défaut.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1. Procédé de détection d’un défaut d’équilibrage d’une roue (2A, 2B, 2C, 2D) d’un véhicule automobile (1), caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de : • mesure (E1) périodique d’un paramètre d’oscillation de ladite roue (2A, 2B, 2C, 2D), et • détection (E3) d’un défaut d’équilibrage lorsque l’amplitude des oscillations représentées par les valeurs mesurées dépasse un seuil d’amplitude prédéterminé.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le paramètre d’oscillation de la roue (2A, 2B, 2C, 2D) est une force, de préférence mesurée par un capteur de charge ou de force monté dans la roue.
3. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le paramètre d’oscillation de la roue (2A, 2B, 2C, 2D) est un déplacement, de préférence mesuré grâce à un accéléromètre.
4. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le déplacement est le déplacement de la roue (2A, 2B, 2C, 2D).
5. 5. Procédé selon la revendication 3, le véhicule (1 ) comprenant un amortisseur associé à chaque roue (2A, 2B, 2C, 2D), caractérisé en ce que le déplacement est le déplacement dudit amortisseur.
6. 6. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend une étape (E2) de calcul de la dispersion des valeurs mesurées du paramètre d’oscillation.
7. 7. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’étape calcul (E2) comprend le calcul de l’écart type entre les valeurs mesurées du paramètre d’oscillation.
8. 8. Dispositif capteur (4A, 4B, 4C, 4D) destiné à être monté dans une roue (2A, 2B, 2C, 2D) d’un véhicule automobile (1) afin d’en détecter un défaut d’équilibrage, caractérisé en ce qu’il comprend : • un module de mesure (41) d’un paramètre d’oscillation de ladite roue (2A, 2B, 2C, 2D), • un module de calcul (42) configuré pour détecter un défaut d’équilibrage de la roue (2A, 2B, 2C, 2D) lorsque l’amplitude des oscillations représentées par les valeurs mesurées dépasse un seuil d’amplitude prédéterminé, et • un module de communication (43) configuré pour envoyer un message de détection d’un défaut lorsqu’un défaut est détecté.
9. 9. Système de détection d’un défaut d’équilibrage d’une roue (2A, 2B, 2C, 2D) d’un véhicule automobile (1), caractérisé en ce qu’il comprend au moins un dispositif capteur (4A, 4B, 4C, 4D) selon la revendication précédente et une unité de contrôle électronique (3) configurée pour recevoir un message de détection d’un défaut envoyé par ledit dispositif capteur (4A, 4B, 4C, 4D) et pour alerter un utilisateur du véhicule (1) à partir d’un message de détection reçu.
10. 10. Véhicule automobile (1), comprenant une pluralité de roues (2A, 2B, 2C, 2D) et caractérisé en ce qu’il comprend un système de détection selon la revendication précédente.