FR3075156A1

FR3075156A1 - Procede de commande d'essieu relevable pour vehicule semi-remorque

Info

Publication number: FR3075156A1
Application number: FR1762582A
Authority: FR
Inventors: Thomas Ledoux
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 2017-12-20
Filing date: 2017-12-20
Publication date: 2019-06-21

Abstract

L'invention concerne un procédé de commande d'essieu relevable pour véhicule semi-remorque comportant au moins trois essieux parallèles dont au moins un essieu relevable apte à se mouvoir entre une position relevée et une position au sol, chaque essieu comportant au moins deux pneumatiques, le procédé comprenant les étapes suivantes : Lorsque les trois essieux sont au sol et le véhicule en situation de roulage, on détermine, en fonction de la charge totale portée par la semi-remorque, une charge théorique portée par chacun des pneumatiques des essieux non relevables, en cas de relevage de l'essieu relevable, On compare chacune des charges théoriques avec une charge admissible par pneumatique, en fonction du type de pneumatique, de la vitesse du véhicule, de la pression des pneumatiques et du type de route, Dans le cas où une charge théorique est inférieure à la charge admissible correspondante, on la qualifie de charge acceptable, et dans le cas contraire on la qualifie de charge non acceptable, Dans le cas où les charges théoriques sont acceptables pour l'ensemble des pneumatiques des essieux non relevables, on commande un relevage de l'essieu relevable.

Description

[0001] La présente invention se situe dans le domaine des pneumatiques pour véhicules routiers.

De manière plus précise, Tinvention concerne la gestion de l’usure de pneumatiques installés sur des semi-remorques, également appelés véhicules tractés de transport routier.

[0002] On a constaté que, lors du roulage d’une semi-remorque à trois essieux, l’usure des pneumatiques installés sur le premier et le dernier des essieux est principalement due au phénomène de ripage des pneumatiques sur le sol.

[0003] Ce phénomène apparaît essentiellement lorsque le véhicule circule sur des routes sinueuses, ou lorsqu’il effectue des manœuvres sur un parking. Ces dernières sont particulièrement pénalisantes du point de vue de l’usure. Par exemple, on a constaté qu’un demi-tour sur un parking peut être aussi pénalisant, du point de vue de l’usure des pneumatiques, qu’un parcours de plusieurs dizaines de kilomètres en ligne droite.

[0004] Les semi-remorques sont généralement munies d’un calculateur de freinage, également appelé TEBS (Trader Electronic Braking System) qui permet d’assurer différentes fonctions telles que la régulation d’assiette, la mesure de charge, la mesure de vitesse, la modulation des commandes de freinage, ou encore la fonction d’antiblocage des roues au freinage. Le véhicule peut aussi être muni d’un système télématique qui lui permet de se positionner sur le réseau routier et qui agrège et transmet des informations géographiques, de charge et de vitesse.

[0005] Pour éviter le phénomène de ripage précédemment mentionné, on connaît des systèmes de relevage d’essieu, permettant, dans certains conditions, de relever un essieu et ainsi de soulager les pneumatiques de cet essieu lors de certaines manœuvres fortement sollicitantes.

[0006] Toutefois, ce relevage est limité, dans les systèmes existants, à des conditions de faible charge. Or, on a constaté que le ripage en conditions de charges élevées est beaucoup plus sévère pour l’usure des bandes de roulement, puisque celui-ci s’effectue avec une aire de contact avec le sol de roulage de plus grande surface.

[0007] Ceci explique qu’on constate, malgré l’utilisation de ces systèmes de relevage, que la différence de vitesse d’usure entre les pneus situés sur les premiers et troisième essieux et ceux situés sur l’essieu central reste considérable.

[0008] On connaît, de la demande W02008009820 un système permettant le braquage des roues des véhicules tractés de transport routier afin d’éviter le phénomène de ripage. Toutefois, ce système nécessite l’installation d’une liaison au sol à la cinématique complexe qui rend le véhicule beaucoup plus coûteux à l’achat.

[0009] La présente invention vise donc à proposer un procédé de commande d’essieu relevable permettant de remédier aux inconvénients précités.

BREVE DESCRIPTION DE L’INVENTION [0010] Ainsi, l’invention concerne un procédé de commande d’essieu relevable pour véhicule semiremorque comportant aux moins trois essieux parallèles dont au moins un essieu relevable apte à se mouvoir entre une position relevée et une position au sol, chaque essieu comportant au moins deux pneumatiques, le procédé comprenant les étapes suivantes :

Lorsque les trois essieux sont au sol et le véhicule en situation de roulage, on détermine, en fonction de la charge totale portée par la semi-remorque, une charge théorique portée par chacun des pneumatiques des essieux non relevables, en cas de relevage de l’essieu relevable,

On compare chacune des charges théoriques avec une charge admissible par pneumatique, en fonction du type de pneumatique, de la vitesse du véhicule, de la pression des pneumatiques et du type de route,

Dans le cas où une charge théorique est inférieure à la charge admissible correspondante, on la qualifie de charge acceptable, et dans le cas contraire on la qualifie de charge non acceptable,

Dans le cas où les charges théoriques sont acceptables pour l’ensemble des pneumatiques des essieux non relevables, on commande un relevage de l’essieu relevable.

[0011] La charge admissible par le pneumatique est une donnée disponible pour chaque type de pneumatiques. Cette donnée peut être sous différentes formes, par exemple un tableau tel que montré ci-dessous.

[0012] Le tableau ci-dessous montre un exemple de données techniques pour pneumatique Michelin 385/55 R 22.5 X MULTI T TL 160K. On précise que ces données sont établies selon des critères fixés par l’ETRTO (European Tyre and Rime Technical Organisation).

[0013] Un tel tableau, qui existe pour chaque dimension de pneu et/ou chaque type de pneu, permet de créer une relation entre la charge supportée par un pneu, la vitesse du véhicule et la pression des pneumatiques. Ce tableau comporte deux parties, selon le type de route : conditions de roulage exceptionnelles dans la partie du haut, et conditions de roulage normales dans la partie du bas.

[0014] Dans le cas d’application qui nous intéresse, après avoir déterminé une vitesse de roulage prévue sur une portion de route, par exemple en prenant la vitesse du véhicule à un instant donné, ou en connaissant le trajet prévu grâce à un système de gestion d’itinéraire, connaissant le type de route et la pression dans les pneumatiques, on trouve dans le tableau ci-dessous la charge admissible pour chaque pneumatique.

Charge l pneu - Load per tyre	130 1» 110	»0	Vitesse 90
	(Kg)	w>	«5	50	40	30	20	w	0
	9230											10.0
	8100											87
	6750										9,6	7.1
	5630									9.0	7.9	5.8
	5180							9:,.9	93	8.2	7.2	5.3
	5040						9.8	9.6	9.0	7.9	7.0-	5.1
	4880					9.6	9,5	9.3	8.7	77	6.8	4.9
EXCEPTIONNEL ROUTE	4680				9.3	9.2	9,1	8.9	8,3	7.3	64	47
(Annexe 8 de ΙΈΤΚΤΟ>	4590			9.1	9,1	9.0	89	87	8.2	7.2	6.3	46
Spécial road coaÆtîms
	4500	9.0	90	8,9	89	8,8	87	85	8.0	7.0	6.2	4.5
	4000	8.0	8.0	7.8	7.8	77	7.6	7,5	7.1	6.1	5,4	3.9
	3750	7.4	7..4	7.3	7.3	7.2	7.1	7,0	6.6	57	50	3,6
	3500	6.9	6.9	6.8	6.8	6.7	6.6	6.5	6.1.	5.3	46	3.3
	3250	6..3	6,3	6.2	6,2	6.1	6.0	5.9	5.6	4.8	4.2	3.0
	2950	56	5.6	5.6	5.6	5.5	5.4	5,3	5.0	4.3	3.8	27
NOMINAL· ROUTE	2500	47	47	4..6	4.6	4.6	4.5	4,4	4.1	3.6	3.1	2.2
	2250	4.1	4.1	4.1	4.1	4.0	4.0	39	3.6	3.1	2.7	1.8
	2000	36	3..6	3.5	3.5	3.5	3.5	3,4	3.1	2.7	2.3	1.6
Nommai road œndittoat	1750	3.0	3.0	3.0	3.0	3.0	2.9	2.8	2.6	2,3	1.9	1.3
	1500	2,5	2,5	2.5	2.5	2.4-	2.4	2.3	.2.2	17	1.5	1.1
	1250	1.8	18	1.8	1.8	1,8	17	17	1,6	1.4	1.2	0,8
	1000	1.3	1.3	1.3	1.3	1.3	1.3	13	1,2	1.0	0,8	0.5

[0015] Cette charge admissible peut alors être comparée à la charge théorique précédemment déterminée pour déterminer si cette charge théorique est acceptable ou non. On précise ici que, pour la détermination de la charge théorique, on supposera que chacun des pneumatiques supporte une charge équivalente aux autres pneumatiques.

[0016] Dans un autre exemple de réalisation, la charge admissible est déterminée en fonction de données techniques génériques pour une dimension de pneumatique donnée. Dans un autre exemple encore, la charge admissible est déterminée à partir d’une fonction (Charge; Pression) donnant les conditions de vitesses acceptables par le pneumatique, bornées par la vitesse maximale^, pour des conditions de charge et pression données. Il s’agit donc d’un domaine continu résultant de l’interpolation entre les valeurs discrètes d’abaques.

[0017] Dans un mode de réalisation préférentiel de l’invention, les données techniques nécessaires à la détermination de la charge admissible pour chaque pneumatique sont stockées dans une mémoire d’un calculateur de freinage installé sur le véhicule, et dans ce cas l’étape de comparaison comprend une étape de récupération ces données techniques.

[0018] Dans un mode de réalisation préférentiel, un procédé selon l’invention comprend, dans le cas où au moins une charge théorique est non acceptable:

Une étape de déterminer, pour chaque charge non acceptable, un pourcentage d’excédent par rapport à la charge admissible,

Dans le cas où le pourcentage d’excédent est inférieur, pour rensemble des charges non acceptables, à un seuil prédéterminé, on commande un relevage de l’essieu relevable.

[0019] Dans un exemple de réalisation, ce seuil prédéterminé est fixé à 10%. Dans un autre exemple, ce seuil prédéterminé dépend du pneumatique. Dans ce cas, le seuil est avantageusement présent dans les données techniques fournies avec le pneumatique.

[0020] Dans un mode de réalisation préférentiel, un procédé selon l’invention comprend une étape de détermination d’un indicateur de sévérité thermique du pneumatique.

[0021] Dans ce cas, le seuil prédéterminé est préférentiellement choisi en fonction de cet indicateur de sévérité thermique du pneumatique.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0022] D’autres objectifs et avantages de l’invention apparaîtront clairement dans la description qui va suivre de modes de réalisation préférés mais non limitatifs, illustré par les figures suivantes dans lesquelles :

• La figure 1 montre un exemple de convoi tracteur et semi-remorque équipés des organes nécessaires au bon fonctionnement de l’invention.

• La figure 2 illustre une variante de l’invention adaptée au cas d’un véhicule autonome, • la figure 3 montre un premier exemple d’algorithme du procédé selon l’invention, • La figure 4 montre un exemple de trajet parcouru par un véhicule, • La figure 5 illustre un autre exemple d’algorithme du procédé selon l’invention, • La figure 6 illustre un autre exemple d’algorithme du procédé selon l’invention introduisant l’idée d’un indicateur de sévérité thermique, • Les figures 7a, 7b et 7c montrent un exemple d’indicateur de sévérité thermique.

DESCRIPTION DU MEILLEUR MODE DE REALISATION DE L’INVENTION [0023] La figure 1 montre un véhicule équipé des éléments permettant la mise en œuvre d’un procédé selon l’invention.

[0024] Dans cet exemple, le véhicule tracté de transport routier 100 est une semi-remorque à trois essieux, attelée au tracteur poids lourd 90. Le véhicule 100 est équipé d’un système de géolocalisation (type GPS) 103, d’un système électronique de gestion du freinage et de la suspension (type EBS) 102, et d’un premier essieu relevable 101.

[0025] Le système EBS 102 comprend un calculateur de freinage muni d’une mémoire dans laquelle on enregistre une base de données technique des pneumatiques équipant les trois essieux du véhicule

100. Cette mémoire comprend en outre, avantageusement, une information concernant le type et la position de chaque pneumatique. On précise ici que la position du pneumatique comprend l’essieu sur lequel est installé le pneumatique et la position sur cet essieu.

[0026] Le système EBS 102 comprend en outre des capteurs, installés sur les différents organes de liaison au sol du véhicule 100, permettant de déterminer la charge reposant sur chaque essieu, la charge globale portée par les trois essieux du véhicule 100, et de calculer la vitesse de roulage du véhicule 100. Ainsi, connaissant la charge portée par chaque essieu, il est possible d’évaluer la charge portée par chaque pneumatique.

[0027] Enfin, l’ensemble des roues ou pneumatiques installés sur le véhicule 100 sont équipés de capteurs de pression de gonflage et de température de l’air interne, non représentés dans le dessin de la figure 1, et le système EBS 102 comprend des moyens pour obtenir les mesures effectuées par ces capteurs.

[0028] La figure 3 détaille la logique permettant de décider du relevage de l’essieu 101.

[0029] Le système EBS 102, est capable de connaître la charge globale portée par les trois essieux du véhicule 100 en mettant à profit les capteurs de pression d’air équipant les suspensions pneumatiques du véhicule 100.

[0030] Cette charge globale est utilisée dans l’étape 10, afin de calculer la charge par pneu, dans le cas où l’essieu 101 serait relevé. La charge globale reposant sur 6 pneumatiques, serait alors portée par 4 pneumatiques uniquement.

[0031] Lors de l’étape 20, à partir de la charge théorique calculée en étape 10, de la connaissance de la pression de gonflage des quatre pneumatiques qui resteraient au sol, et de la vitesse du véhicule, le système EBS 102 détermine si le cas d’usage est décrit dans les données techniques des pneumatiques, enregistrées dans l’EBS 102. De manière plus précise, cette détermination de présence ou absence du cas d’usage consiste à vérifier si la charge théorique calculée au cours de l’étape 10 correspond à la charge admissible au vu de la vitesse du véhicule et de la pression des pneumatiques. Cette comparaison entre la charge théorique et la charge admissible est effectuée pour les quatre pneumatiques montés sur les essieux non relevables, qu’ils soient identiques ou différents les uns des autres.

[0032] Si la comparaison montre que la charge théorique est inférieure à la charge admissible, alors l’essieu 101 peut-être relevé automatiquement. Dans le cas contraire, il doit rester au sol.

[0033] Dans le cas où le véhicule 100 est équipé de deux essieux relevables, le système 102 calcule en étape 10 la charge théorique qui reposerait sur les pneumatiques dans le cas du relevage d’un unique essieu ou de deux essieux. Il est alors possible en étape 20 de déterminer si un ou deux essieux peuvent être relevés.

[0034] Dans le cas où la charge ne permet de relever qu’un seul des deux essieux relevables, le système 102 peut sélectionner l’essieu à relever, en fonction d’un ou plusieurs critères qui peuvent être déterminés en amont par un utilisateur du procédé, ou un gestionnaire de flottes de véhicule. Ces critères peuvent dépendre des pneumatiques en eux-mêmes, mais peuvent aussi être des critères économiques ou logistiques. On peut ainsi citer des exemples tels que:

On relève prioritairement l’essieu équipé de pneumatiques présentant le plus fort niveau d’usure,

On relève prioritairement l’essieu équipé des pneumatiques présentant l’adhérence la plus faible,

On relève prioritairement les pneumatiques les moins résistants,

On relève prioritairement l’essieu équipé de pneumatiques ayant la plus forte valeur économique,

On relève prioritairement l’essieu équipé de pneumatiques rechapés,

On relève en tenant compte du type de pneumatique équipant le véhicule 100. Il se peut en effet qu’un des essieux relevables soit équipé avec des pneumatiques moins résistants. Dans ce cas, c’est l’essieu équipé de pneumatiques moins résistants qui devrait être relevé prioritairement.

[0035] La figure 4 montre un exemple de trajet, réalisé par un ensemble tracteur, semi-remorque dans une zone industrielle, avant d’arriver à son point de livraison, permettant d’illustrer des cas d’application d’un procédé selon l’invention.

[0036] Lors de ce trajet, le véhicule passe par une succession de ronds-points 21, 22 et 23. Il change de direction aux croisements 24, 26 et 27 et il parcourt des virages serrés, comme par exemple en 25.

[0037] Ce trajet est réalisée en condition de charge significative, qui peut aller jusqu’à la charge nominale du véhicule. Il en résulte une sollicitation excessivement forte en ripage, des pneumatiques situés sur les essieux 1 et 3 du véhicule 100.

[0038] Outre l’agression des bandes de roulement de ces pneumatiques lors des passages de rondspoints et des changements de direction, les couches profondes desdits pneumatiques sont également très fortement sollicitées.

[0039] Dans le cas où ce trajet est effectué après une période de roulage assez longue, les pneumatiques sont chauds, et cet état thermique aggrave encore l’impact de ces sollicitations sur l’endurance des carcasses desdits pneumatiques. En effet, une sollicitation mécanique forte appliquée à un pneumatique chaud, est plus agressive pour les couches internes du pneumatique qu’une sollicitation identique réalisée sur un pneu froid.

[0040] Sur cet exemple, la vitesse d’évolution de l’ensemble tracteur et semi-remorques est faible pour plusieurs raisons :

D’abord la vitesse limite dans la zone industrielle de l’exemple de la figure 4 ne dépasse pas les 50km/h, comme c’est communément le cas dans les zones industrielles.

Ensuite, l’enchaînement rapide des ronds-points et des changements de direction ne permet pas réellement d’atteindre cette vitesse limite de 50km/h, compte tenu du niveau de charge du véhicule, entre les zones 21, 22, 23, 24, 25, 26 et 27.

Enfin, augmenter la vitesse du convoi dans de telles conditions serait contre-productif du point de vue de la consommation de carburant, puisqu’il faudrait, juste après avoir accéléré, freiner fortement pour pouvoir passer les zones 21, 22, 23, 24, 25, 26 et 27 sans difficultés.

[0041] Compte tenu de tous ces éléments, il est intéressant pour l’endurance des pneumatiques, et pour la durée de vie des bandes de roulement, équipant la semi-remorque, de provoquer une augmentation de la charge sur les pneumatiques des essieux 2 et 3 en relevant l’essieu 101 du véhicule

100, au passage des événements routiers 21, 22, 23, 24, 25, 26 et 27.

[0042] Pour ce faire, le GPS 103 équipant le véhicule 100 est capable de transmettre au système EBS 102, l’information de l’approche d’un rond-point, ou d’un changement de direction, qui va provoquer une baisse forte de la vitesse de roulage. Ce faisant l’EBS 102 peut déclencher le relevage de l’essieu

101, uniquement au moment du passage dans un rond-point, ou au moment d’un changement de direction. Cette disposition permet à la fois de protéger la bande de roulement des pneumatiques relevés et de ceux qui restent au sol, et également de protéger les couches internes de l’ensemble de ces pneumatiques.

[0043] Dans un exemple de réalisation, le système EBS 102 réalise cette manœuvre de relevage, en respectant les étapes montrées en la figure 3. Cependant il est possible de se donner plus de liberté, en autorisant ce relevage, même si les conditions d’usage ne sont pas prévues dans les données techniques des pneumatiques équipant le véhicule 100.

[0044] Cette possibilité reste intéressante globalement pour les six pneumatiques équipant le véhicule, car l’impact d’un passage de rond-point ou d’un changement de direction à 90° avec trois essieux au sol, est particulièrement stressant pour des pneumatiques chauds, portant une charge significative, que ce soit au niveau de la bande de roulement ou des couches profondes desdits pneumatiques.

[0045] Dans un autre exemple, il est possible d’autoriser une manœuvre de relevage jusqu’à une augmentation de 10% à 30% de la vitcsscl/^. pour les conditions de charge et de pression courante des pneumatiques devant rester au sol. Il s’agirait alors de vérifier si les conditions de roulage des pneumatiques restant au sol sont présentes dans le domaine dont la limite est V_2m(Zi;Pi), reliant la vitesse maximale de roulage V_2m à la charge Zj portée par chaque pneumatique i restant au sol, et à la pression de gonflage Pt dudit pneumatique.

[0046] La valeur de l’augmentation de vitesse acceptable pourrait être spécifiée dans les données techniques des pneumatiques. Il s’agirait d’un critère supplémentaire pouvant être pris en compte par l’EBS 102. Ce critère différerait d’un pneumatique à l’autre de façon naturelle, car il est connu de l’homme de l’art que certaines carcasses de pneumatiques Poids Lourd sont plus endurantes que d’autres, pour des raisons de choix de conception.

[0047] En effet, selon les choix de matériaux, d’épaisseurs de couches de matériaux et de géométrie de l’architecture interne des pneumatiques, la performance endurance d’une carcasse de pneumatique Poids Lourd peut fortement varier, de même que sa capacité à endurer temporairement des conditions de roulage extrêmes.

[0048] La figure 5 détaille un autre exemple d’un procédé permettant de décider du relevage de l’essieu 101 du véhicule 100, lors du passage dans un rond-point, dans un virage serré, ou au moment d’un changement de direction, tels que décrits dans l’exemple de la figure 4.

[0049] Pour ce faire, le GPS 103 équipant le véhicule 100 est capable de transmettre au système EBS 102, l’information de l’approche d’un rond-point, d’un changement de direction ou d’un virage serré.

[0050] Lors de l’étape 30, le système EBS 102 calcule la charge théorique qui serait portée par chacun des pneumatiques restant au sol, en cas de relevage de l’essieu 101.

[0051] Lors de l’étape 40, le système EBS 102 détermine si les données techniques des pneumatiques qui resteraient au sol, en cas de relevage de l’essieu 101, indiquent un fonctionnement possible dans les conditions de roulage (Charge / Vitesse / Pression de gonflage) correspondant au passage dans le rond-point ou le virage situé devant le véhicule 100.

[0052] Si le résultat de cette recherche aboutit à une réponse positive, alors l’essieu 101 peut-être relevé à l’approche dudit rond-point ou dudit virage serré.

[0053] Dans le cas contraire, l’étape 50 permet de déterminer si le véhicule 100 franchira l’événement routier à venir de sorte que ses pneumatiques i, restant au sol, ne dépassent pas la vitesse maximale V_2m(Z_L·, Pj, pour les conditions de charge Zj et de pression Pj desdits pneumatiques i et telle que V_2mest X% supérieure à la vitesse V_m définie dans les données techniques des pneumatiques i.

[0054] Comme expliqué dans l’exemple de la figure 4, dans un cas d’application, la valeur X serait idéalement de 10%. En tout état de cause elle ne pourrait dépasser 30%.

[0055] En cas de réponse positive au calcul de l’étape 50, alors le système EBS 102 peut procéder au relevage de Eessieu 101. Dans le cas contraire, Eessieu 101 reste au sol.

[0056] Un élément important à prendre en compte pour faire fonctionner cet algorithme est le niveau de vitesse utilisé pour déterminer la réponse positive ou négative en sortie des étapes 40 et 50.

[0057] En effet, au moment où le système EBS 102 réalise son calcul, le rond-point, le virage serré, ou le changement de direction qui provoque ledit calcul est encore assez loin devant le véhicule. Cette façon de faire est nécessaire, car le relevage de Eessieu 101 n’est pas instantané et peut prendre plusieurs secondes. Il est donc important d’anticiper le calcul afin de laisser le temps à l’essieu de se relever, avant de franchir le rond-point ou le virage serré.

[0058] Ce faisant, les calculs réalisés en étape 40 et 50 ne peuvent se faire avec la vitesse courante du véhicule, mais doivent se faire avec une vitesse théorique de franchissement de cette zone du réseau routier.

[0059] Par exemple, dans le cas d’un véhicule très chargé, arrivant sur un virage à 90° avec un rayon de virage de 100 mètres la vitesse retenue pourra être plus élevée que si ce même véhicule aborde un changement de direction à 90° également, mais impliquant de s’arrêter, de croiser la voie des véhicules arrivant en sens inverse pour bifurquer quasiment sur place.

[0060] Dans le premier cas, la vitesse retenue pourrait être de 30 km/h. Dans le second, une vitesse de 10 km/h serait un maximum.

[0061] La figure 6 montre encore un autre exemple de la figure 5. Dans cet exemple, l’étape 50 de la figure 5 est remplacée par une étape 60 qui met à profit un indicateur de sévérité thermique 55 des pneumatiques équipant le véhicule 100.

[0062] Un exemple d’algorithme permettant de calculer cet indicateur de sévérité thermique est détaillé en figure 7.

[0063] Comme dans le cas de la figure 5, l’algorithme détaillé dans la figure 6 est utile pour déterminer s’il est opportun de relever l’essieu 101 compte tenu du franchissement à venir d’un rondpoint, d’un virage serré ou de tout autre événement routier sollicitant pour les pneumatiques.

[0064] Dans cet algorithme, l’étape 60 permet de déterminer si le véhicule 100 franchira l’événement routier à venir de sorte que ses pneumatiques i, restant au sol, ne dépassent pas la vitesse maximale U_3m(Zt; Pj, pour les conditions de charge Zj et de pression Pj desdits pneumatiques i et telle que V_3mest Y% supérieure à la vitesse V_m définie dans les données techniques des pneumatiques i.

[0065] Ua différence principale entre l’algorithme de la figure 6 et celui de la figure 5 est que le taux Y peut être modulé par le niveau de l’indicateur de sévérité thermique.

[0066] Par exemple, lorsque ce dernier indique une sévérité faible du point de vue thermique, alors le taux Y peut-être plus élevé que le taux X de la figure 5. Cet écart est rendu possible par l’état thermique plus froid des couches profondes des pneumatiques qui resteraient au sol en cas de relevage de l’essieu 101. Les pneumatiques concernés peuvent ainsi admettre une surcharge un peu plus élevée que dans le cas de l’algorithme de la figure 5.

[0067] Au contraire, lorsque l’indicateur de sévérité thermique est élevé, le taux Y peut être plus bas que le taux X de l’exemple de la figure 5. Dans ce cas, l’état thermique plus chaud des couches profondes des pneumatiques qui resteraient au sol en cas de relevage de l’essieu 101, impose de ne pas trop s’écarter des données techniques de base desdits pneumatiques.

[0068] Par rapport à l’exemple de la figure 5, l’algorithme de la figure 6 introduit donc l’idée d’un dépassement des données techniques des pneumatiques qui resteraient au sol en cas de relevage d’essieu, modulé par l’histoire thermique récente desdits pneumatiques.

[0069] Les figures 7a, 7b et 7c permettent d’illustrer une mode de réalisation de l’indicateur de sévérité thermique 55 présenté dans le dessin de la figure 6.

[0070] Il est bien connu de l’homme de l’art que la zone épaule 56 des carcasses de pneumatiques est la plus sensible sur le plan de l’endurance. Cela est dû au fait que c’est dans cette zone que le pneumatique atteint ses températures les plus élevées.

[0071] On représente dans la figure 7b, le fonctionnement thermique simplifié de cette zone réduit à une dimension comme un empilage de couches de matériaux caractérisés chacune (a) par leur propriétés thermiques (conductivité, capacité calorifique volumique) et (b) par un estimateur des sources volumiques de dissipation en fonction de la charge, de la vitesse, de la température courante locale et du freinage du pneu. Cette fonction est établie par mesure réelle ou basée sur des simulations numériques complètes.

[0072] Typiquement, la conductivité thermique du mélange de gomme vaut 0.25 à 0.30 W/(K.m), sa densité est voisine de 1100 kg/m3, Sa capacité calorifique massique de l’ordre de 1470 J/Kg/K.

[0073] Il est possible d’écrire cette fonction comme le produit d’une fonction unique P(z,v) dépendant de la charge z du pneu et de sa vitesse v , d’un facteur Q dépendant de la température locale et d’un coefficient constant X, par matériau : Pt (z, v, T) = K^. P(z, v, ). Q (T) [0074] Typiquement, la source P pour un pneu roulant à lOm/s (36 km/h) à 60°C vaut 2.5

E+4 W/m3 dans la bande de roulement, soit une dissipation de 7500 J/m3 par cycle. Cette source décroît avec la température, et croît avec la charge et la vitesse.

[0075] La figure 7a représente un exemple de pneumatique mais n’est pas limitative en ce que l’invention peut s’appliquer à des pneumatiques présentant des architectures différentes en termes de nombre et de nature des constituants.

[0076] Ainsi, la couche la plus extérieure du pneumatique est la bande de roulement BR, qui est en contact directement avec l’air ambiant A autour du véhicule 100. On précise ici que dans le cadre de l’invention, la température de cet air ambiant est par exemple mesuré par un capteur installé sur le véhicule, et peut être prise en compte dans la détermination de la température interne du pneumatique.

[0077] La bande de roulement est généralement accrochée à une sous-couche SC, assurant la liaison avec les nappes sommet. La sous-couche est généralement d’une composition différente de la bande de roulement. Cette sous-couche est installée sur des nappes sommet NS, qui comportent par exemple des éléments de renfort textiles ou métalliques. Ces nappes sommet NS se terminent par des pieds sommet PS, positionnés au-dessus des nappes carcasse, lesquelles reposent sur la gomme d’étanchéité GI du volume de gaz interne G, qui sont en contact direct avec le gaz interne G. Ainsi, un gradient de température se crée au sein de l’architecture du pneumatique, du bloc BR jusqu’au gaz interne.

[0078] Le gaz interne, également appelé gaz de gonflage, est piégé entre le pneumatique et la roue. Des échanges thermiques s’effectuent donc entre ce gaz G et la roue R, qui est elle-même soumise à des échanges avec l’air ambiant A.

[0079] Nous allons maintenant décrire le mode de calcul de cet indicateur de sévérité thermique par le système TEBS 102, pour des pneumatiques présentant une architecture similaire à celle de la figure 7a.

[0080] Le principe de résolution est le suivant : A chaque intervalle temporel fini dt, par exemple ls, le calculateur de freinage 102 actualise la charge moyenne par pneu et la vitesse par pneu. Il calcule les sources de chaleur par zone de matériau, et les coefficients d’échange aux parois. La température ambiante est éventuellement disponible ainsi que précédemment indiqué.

[0081] On intègre l’équation de la chaleur transitoire discrétisée pour la durée de dt, ce qui fournit dT /L p une estimation de la température dans la section type : — = — + —

Les inconnues sont les températures T (z,t) au temps t et à la profondeur z, comptée à partir de la surface externe dans la section (z=0) et la température du gaz de gonflage T_G(t) au temps t.

Les conditions aux limites de flux du côté air ambiant sont Φ_;ι=Η_;ι(Τ(0. t)-Ta). Le coefficient d’échange Ha à la paroi externe au droit de la section CC dépend de la vitesse v du véhicule et de Ta. Il vaut typiquement 50 W/m²/K à 80 km/h.

Et du coté gaz interne O_G=H_G(T(_zG, t) -TG),

La température TG du gaz interne provient d’un capteur TPMS si disponible, sinon elle est estimée par la méthode décrite ci-après.

[0082] Les températures initiales sont établies à la température ambiante ou à une valeur par défaut.

[0083] [0083] Le gaz interne G de masse m_G est considéré à température constante T_G. Il échange de la chaleur avec rensemble des parois délimitant le volume intérieur. m_GC_v = S_gHi(T* — T_G)

Où H, est le coefficient d’échange entre la paroi interne et le gaz interne, C_v est la capacité calorifique du volume, S_G est la section, et T* est la température efficace de la paroi intérieure, définie comme une moyenne pondérée de la température ambiante T_A et de la température T(z_G) de la paroi interne de la section CC.

r = [^(zj + d-M

Typiquement β=0.12.

[0084] La section CC est discrétisée en tranches délimitées par des nœuds selon les méthodes classiques des éléments finis.

[0085]

L’équation peut alors être résolue en utilisant un schéma de résolution d’Euler explicite comme suit en conservant un dt assez petit pour que le schéma soit stable (Δί « (Δζ/af '⁵, où Δζ est le plus petit intervalle et a la diffùsivité correspondante):

[0086]

[0087]

Avantageusement, si le calculateur embarqué 102 dispose de suffisamment de mémoire et de puissance, d’autres schémas connus assurent une stabilité améliorée pour des intervalles dt grands (Crank-Nicolson, Adams-Moulton, Gear, Newmark).

Dans le cas où les intervalles d’épaisseur sont inégaux, l’estimation du laplacien ΔΤ se fait selon la méthode des éléments finis avec des fonctions de forme appropriées, par exemple des fonctions « chapeau ».

[0088] Il est alors possible d’établir une carte de température sur une séquence de roulage, telle que montrée en figure 7c. La courbe du bas montre la vitesse du véhicule sur une séquence de roulage étudiée. La carte du haut montre la température interne du pneumatique sur cette même séquence de roulage. L’abscisse commune aux deux courbes montre le temps. La température du pneumatique est exprimée selon la profondeur, cette profondeur étant calculée par rapport à la surface de la bande de roulement.

[0089] Sur cet exemple on constate sur cette courbe qu’après 1650s, la vitesse du véhicule est nulle, et que le pneu refroidit. Le point chaud du pneumatique est situé approximativement à 11 mm dans la profondeur. La valeur de l’indicateur à cet endroit, et la surface concernée par cette valeur peuvent alors être utilisés comme indicateurs de sévérité thermique dans l’algorithme présenté dans la figure 6.

[0090] La figure 2 montre un véhicule autonome équipé des éléments nécessaires à l’application du procédé selon l’invention.

[0091] Dans cet exemple, le véhicule tracté de transport routier 99 est une semi-remorque à trois essieux, attelée au tracteur poids lourd autonome 89.

[0092] Le véhicule 89 est équipé d’un GPS 88 et d’un calculateur non représenté sur le dessin de la figure2.

[0093] Le véhicule tracté 99 est équipé d’un système électronique de gestion du freinage et de la suspension (EBS) 98 et d’un premier essieu relevable 97.

[0094] Le véhicule 89 dispose de moyens de communications avec le véhicule 99, de sorte que ce dernier peut recevoir un ordre de relevage de l’essieu 97 en provenance du véhicule 89 et le véhicule 99 peut transmettre ses informations de charge portée par l’ensemble de ses trois essieux au calculateur du véhicule 89.

[0095] Le calculateur du véhicule 89 contient une base de données technique des pneumatiques équipant les trois essieux du véhicule 99. En outre, le type de pneumatique installé à chaque position du véhicule 99 est connu du calculateur du véhicule 89.

[0096] Le système EBS 98 est capable, au moyen de capteurs installés sur les différents organes de la liaison au sol du véhicule 99, de calculer la charge reposant globalement sur les trois essieux dudit véhicule, la charge portée par chacun des trois essieux, et de calculer la vitesse de roulage du véhicule 99.

[0097] A partir de la charge portée par chaque essieu, il est capable d’évaluer la charge portée par chaque pneumatique équipant le véhicule 99.

[0098] Enfin, l’ensemble des roues ou pneumatiques installés sur le véhicule 99 sont équipés de capteurs de pression de gonflage et de température de l’air interne, et l’information mesurée par chaque capteur est remontée au système EBS 98 qui le transmet à son tour au calculateur du véhicule 89.

[0099] Comme indiqué précédemment, le véhicule 89 est un véhicule autonome.

[00100] Pour assurer son bon fonctionnement, il est donc nécessaire d’indiquer à ce dernier son lieu de destination avant le départ. Ce faisant, le calculateur du véhicule 89 calcule le trajet afin de permettre au véhicule 89 et à sa remorque 99 de rejoindre leur lieu de destination en minimisant la consommation et le temps de parcours du convoi. Durant le trajet, le GPS 88 équipant le véhicule 89 permettra de guider le convoi.

[00101] L’exemple de la figure 2 présente donc une variante de l'invention en ce que :

• le véhicule tracteur réalise les calculs et algorithmes présentés précédemment, et donne l’ordre du relevage du ou des essieux relevables au véhicule tracté et ;

• le véhicule réalisant les calculs connaît sa destination finale et l’ensemble des routes qui composent le trajet.

[00102] C’ est une différence importante en ce qu’il est possible dans cette configuration d’anticiper plusieurs événements routiers qui se succèdent, et pas seulement de réagir au prochain événement routier, séparément de ceux qui adviennent quelques centaines de mètres plus loin.

[00103] Dans la configuration de la figure2, le calculateur du véhicule 89 estime en permanence ce que devra être son profil de vitesse sur le trajet, plusieurs centaines de mètres ou plusieurs kilomètres devant lui.

[00104] Dans ce cas, le calculateur peut détecter que sa vitesse restera basse dans la portion de trajet située devant lui, comme par exemple à proximité de son point de livraison, comme illustré dans l’exemple de la figure 4.

[00105] Dans ce cas, il peut décider de relever son essieu 97 afin de préserver les bandes de roulement de ses pneumatiques, sur l’ensemble de la portion de trajet située devant lui, en respectant l’algorithme présenté en exemple à la figure 3.

[00106] Alternativement, il peut décider de maintenir l’essieu relevable 97 en position haute, pour franchir plusieurs événements routiers sollicitant, en respectant les algorithmes des figures 5 et 6.

[00107] Dans une variante, il peut également décider d’adapter sa vitesse afin de permettre le relevage de l’essieu 97 dans une zone présentant une succession d’événements routiers, comme dans l’exemple de la figure 4.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de commande d’essieu relevable pour véhicule semi-remorque comportant aux moins trois essieux parallèles dont au moins un essieu relevable apte à se mouvoir entre une position relevée et une position au sol, chaque essieu comportant au moins deux pneumatiques, le procédé comprenant les étapes suivantes :

Lorsque les trois essieux sont au sol et le véhicule en situation de roulage, on détermine, en fonction de la charge totale portée par la semi-remorque, une charge théorique portée par chacun des pneumatiques des essieux non relevables, en cas de relevage de l’essieu relevable, On compare chacune des charges théoriques avec une charge admissible par pneumatique, en fonction du type de pneumatique, de la vitesse du véhicule, de la pression des pneumatiques et du type de route,

Dans le cas où une charge théorique est inférieure à la charge admissible correspondante, on la qualifie de charge acceptable, et dans le cas contraire on la qualifie de charge non acceptable, Dans le cas où les charges théoriques sont acceptables pour l’ensemble des pneumatiques des essieux non relevables, on commande un relevage de l’essieu relevable.
2. Procédé de commande selon la revendication 1 comprenant, dans le cas où au moins une charge théorique est non acceptable:

Une étape de déterminer, pour chaque charge non acceptable, un pourcentage d’excédent par rapport à la charge admissible,

Dans le cas où le pourcentage d’excédent est inférieur, pour l’ensemble des charges non acceptables, à un seuil prédéterminé, on commande un relevage de l’essieu relevable.
3. Procédé de commande selon la revendication 2, comprenant une étape de détermination d’un indicateur de sévérité thermique du pneumatique.
4. Procédé de commande selon la revendication 2 dans lequel le seuil prédéterminé est choisi en fonction d’un indicateur de sévérité thermique du pneumatique.
5. Procédé de commande selon la revendication 1, dans lequel l’étape de comparaison avec une charge admissible comprend une étape de récupération des données techniques enregistrées dans une mémoire d’un calculateur de freinage installé sur le véhicule.
6. Procédé de commande selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le véhicule comprend deux essieux relevables, le procédé comprenant les étapes suivantes :

On détermine pour chacun des essieux relevables si les conditions de relevage sont remplies,

5 dans l’hypothèse où cet essieu est relevé seul ou lorsque les deux essieux sont relevés,

Si les conditions sont remplies pour le relevage de deux essieux, on commande ce relevage,

Si les conditions sont remplies pour le relevage d’un seul essieu, on détermine quel essieu doit être relevé.
10 7. Procédé de commande selon la revendication 6, dans lequel l’étape de détermination de l’essieu à relever comprend une étape de détermination de l’essieu comportant les pneumatiques les plus résistants.