FR3123431A1 - Characterization of the load applied to a wheel - Google Patents

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FR3123431A1
FR3123431A1 FR2105507A FR2105507A FR3123431A1 FR 3123431 A1 FR3123431 A1 FR 3123431A1 FR 2105507 A FR2105507 A FR 2105507A FR 2105507 A FR2105507 A FR 2105507A FR 3123431 A1 FR3123431 A1 FR 3123431A1
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FR
France
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wheel
cavity
vehicle
characterization
tire
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FR2105507A
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Julien CESBRON
Vincent BALTAZART
Martin FONTAINE
Denis Coudouel
Étienne LÉA
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Capteur Tech Electronique Et Systemes Captels Sa
Capteur Technologie Electronique Et Systemes Captels Sa
Universite Gustave Eiffel
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Capteur Tech Electronique Et Systemes Captels Sa
Capteur Technologie Electronique Et Systemes Captels Sa
Universite Gustave Eiffel
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
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Abstract

L’invention concerne un dispositif (100) de caractérisation d’une charge appliquée à une roue (102) d’un véhicule, caractérisé en ce que ledit dispositif (100) comprend : au moins un moyen de captation (114) d’un signal sonore à l’intérieur d’une cavité (108) formée par un pneu (106) de ladite roue (102), etau moins un moyen d’analyse (116) dudit signal sonore pour déterminer au moins une fréquence de résonance dans ladite cavité (108), représentative de ladite charge, lorsqu’une résonance acoustique est créée au sein de ladite cavité (108). Elle concerne également une roue et un véhicule comprenant au moins un dispositif selon l’invention, ainsi qu’un procédé de caractérisation d’une charge appliquée à une roue. Figure : Fig. 1The invention relates to a device (100) for characterizing a load applied to a wheel (102) of a vehicle, characterized in that said device (100) comprises: at least one means of capturing (114) a sound signal inside a cavity (108) formed by a tire (106) of said wheel (102), andat least one means for analyzing (116) said sound signal to determine at least one resonance frequency in said cavity (108), representative of said load, when an acoustic resonance is created within said cavity (108). It also relates to a wheel and a vehicle comprising at least one device according to the invention, as well as a method for characterizing a load applied to a wheel. Figure: Fig. 1

Description

Caractérisation de la charge appliquée à une roueCharacterization of the load applied to a wheel

La présente invention concerne la caractérisation de la charge d’une roue d’un véhicule, notamment pour déterminer le poids d’un véhicule.The present invention relates to the characterization of the load of a wheel of a vehicle, in particular to determine the weight of a vehicle.

Le domaine de l'invention est plus particulièrement, le domaine du pesage embarqué d’un véhicule, qu’il soit à l’arrêt ou en mouvement.The field of the invention is more particularly the field of on-board weighing of a vehicle, whether stationary or in motion.

État de la techniqueState of the art

Le pesage des véhicules, notamment mais non limitativement le pesage de poids-lourds, présente une importance capitale, d’une part pour déterminer si le véhicule respecte la réglementation en vigueur et d’autre part pour déterminer si le véhicule est utilisé en conformité avec les règles de conception, en vue d’éviter des risques d’accidents.The weighing of vehicles, in particular but not limited to the weighing of heavy goods vehicles, is of capital importance, on the one hand to determine whether the vehicle complies with the regulations in force and on the other hand to determine whether the vehicle is used in accordance with the design rules, with a view to avoiding the risk of accidents.

Il existe actuellement deux catégories de systèmes de pesage : les systèmes de pesage non-embarqués et les systèmes de pesage embarqués. L’invention concerne les systèmes de pesage au moins en partie embarqués.There are currently two categories of weighing systems: off-board weighing systems and on-board weighing systems. The invention relates to at least partly on-board weighing systems.

Les systèmes de pesage partiellement ou totalement embarqués actuellement connus utilisent des capteurs, généralement des capteurs de pression dans les systèmes de suspension, permettant d’estimer le poids du véhicule. Alternativement, il est actuellement possible d’estimer le poids d’un véhicule par mesures, manuelle ou via divers capteurs, du niveau de déformation des suspensions et / ou des pneus. D’autres systèmes de pesage sont basés sur la mesure de l’empreinte au sol d’au moins un pneu du véhicule.Partially or totally on-board weighing systems currently known use sensors, generally pressure sensors in the suspension systems, to estimate the weight of the vehicle. Alternatively, it is currently possible to estimate the weight of a vehicle by measuring, manually or via various sensors, the level of deformation of the suspensions and/or tires. Other weighing systems are based on measuring the footprint of at least one tire of the vehicle.

Toutefois, les systèmes de l’état de la technique ne permettent pas de déterminer la charge d’une roue ou le poids du véhicule avec une précision satisfaisante.However, the systems of the state of the art do not make it possible to determine the load of a wheel or the weight of the vehicle with satisfactory accuracy.

Un but de la présente invention est de remédier à au moins un des inconvénients précités.An object of the present invention is to remedy at least one of the aforementioned drawbacks.

Un autre but de la présente invention est de faciliter l’évaluation de la charge d’un véhicule.Another object of the present invention is to facilitate the evaluation of the load of a vehicle.

Un autre but de la présente invention est de permettre une évaluation plus précise de la charge d’un véhicule.Another object of the present invention is to allow a more precise evaluation of the load of a vehicle.

Un autre but de la présente invention est de permettre d’améliorer la sécurité d’utilisation du véhicule.Another object of the present invention is to make it possible to improve the safety of use of the vehicle.

L’invention permet d’atteindre au moins l’un de ces buts par un dispositif de caractérisation d’une charge appliquée à une roue d’un véhicule, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend :

  • au moins un moyen de captation d’un signal sonore à l’intérieur d’une cavité formée par un pneu de ladite roue, et
  • au moins un moyen d’analyse dudit signal sonore pour déterminer au moins une fréquence de résonance dans ladite cavité, représentative de ladite charge, lorsqu’une résonance acoustique est créée au sein de ladite cavité.
The invention makes it possible to achieve at least one of these objects by means of a device for characterizing a load applied to a wheel of a vehicle, characterized in that said device comprises:
  • at least one means for picking up a sound signal inside a cavity formed by a tire of said wheel, and
  • at least one means for analyzing said sound signal to determine at least one resonant frequency in said cavity, representative of said load, when an acoustic resonance is created within said cavity.

Le dispositif selon l’invention permet de caractériser la charge appliquée à une roue à partir de la ou des fréquences de résonance à l’intérieur de ladite roue lorsqu’une résonance acoustique est créée au sein de la cavité de la roue.The device according to the invention makes it possible to characterize the load applied to a wheel from the resonance frequency or frequencies inside said wheel when an acoustic resonance is created within the cavity of the wheel.

Ainsi, il est possible de caractériser la charge appliquée à la roue sans avoir à effectuer de mesure manuelle du niveau de déformation d’une suspension et/ou d’un pneu. Ces mesures manuelles sont difficiles à réaliser et ne permettent pas de caractériser avec précision la charge. Par conséquent, le dispositif selon l’invention facilite et améliore la précision de la caractérisation de la charge appliquée à la roue.Thus, it is possible to characterize the load applied to the wheel without having to perform manual measurement of the level of deformation of a suspension and/or a tire. These manual measurements are difficult to perform and do not make it possible to accurately characterize the load. Consequently, the device according to the invention facilitates and improves the accuracy of the characterization of the load applied to the wheel.

De plus, le dispositif selon l’invention permet une caractérisation de la charge appliquée à la roue indépendamment du reste de l’architecture du véhicule. En effet, le dispositif de caractérisation ne nécessite pas d’effectuer de mesure sur d’autres éléments du véhicule, tel que par exemple la mesure de la pression interne d’une suspension. Par conséquent le dispositif de caractérisation selon l’invention est plus versatile et peut être plus facilement implémenté sur tout type de véhicule roulant.In addition, the device according to the invention allows a characterization of the load applied to the wheel independently of the rest of the architecture of the vehicle. Indeed, the characterization device does not require measurement to be carried out on other elements of the vehicle, such as for example the measurement of the internal pressure of a suspension. Consequently, the characterization device according to the invention is more versatile and can be more easily implemented on any type of rolling vehicle.

L’analyse d’un signal sonore lors d’une résonance acoustique dans la cavité d’une roue permet d’identifier au moins une fréquence de résonance.The analysis of a sound signal during an acoustic resonance in the cavity of a wheel makes it possible to identify at least one resonance frequency.

Si le pneu est libre et non déformé, par exemple si aucune charge n’est appliquée à la roue, alors une seule fréquence de résonance, dite fréquence fondamentale, peut être identifiée.If the tire is free and not deformed, for example if no load is applied to the wheel, then a single resonant frequency, called the fundamental frequency, can be identified.

Toutefois, lorsqu’une charge est appliquée à la roue, le pneu est déformé. Dès lors, la fréquence fondamentale est remplacée par deux autres fréquences de résonance f1et f2,dites induites.However, when a load is applied to the wheel, the tire is deformed. Consequently, the fundamental frequency is replaced by two other resonance frequencies f 1 and f 2, called induced frequencies.

De nombreux essais effectués lors du développement ont démontré qu’il était possible de caractériser la charge appliquée à une roue en déterminant la force appliquée à ladite roue en fonction d’une ou de chacune des fréquences de résonance induites f1et/ou f2, ainsi qu’en fonction de paramètres connus et/ou déterminables par étalonnage.Numerous tests carried out during development have demonstrated that it is possible to characterize the load applied to a wheel by determining the force applied to said wheel as a function of one or each of the induced resonance frequencies f 1 and/or f 2 , as well as according to parameters known and/or determinable by calibration.

Selon un exemple de réalisation nullement limitatif, la force en Newton, notée FZ, qui s’applique à la roue peut être déterminée selon la relation suivante : avec :

  • c la vitesse du son en m/s,
  • f1et f2les fréquences de résonance induites en Hz,
  • L0le périmètre en m du cercle ayant pour de centre l’axe de la roue et pour rayon le barycentre de la section non déformée du profil de pneu, et
  • K est une constante du pneu en m/N2, définie en fonction de la rigidité Kbdrde la bande de roulement du pneu, de la rigidité Kzdes flancs du pneu ainsi que de la hauteur de la cavité formée par le pneu.
According to a non-limiting example of embodiment, the force in Newtons, denoted F Z , which applies to the wheel can be determined according to the following relationship: with :
  • c the speed of sound in m/s,
  • f 1 and f 2 the induced resonance frequencies in Hz,
  • L 0 the perimeter in m of the circle having as its center the axis of the wheel and as its radius the barycenter of the undeformed section of the tire profile, and
  • K is a tire constant in m/N 2 , defined according to the stiffness K bdr of the tread of the tire, the stiffness K z of the sidewalls of the tire as well as the height of the cavity formed by the tire.

Ainsi, la force FZpeut être déterminée avec l’une et/ou l’autre des fréquences de résonance induites f1et f2.Thus, the force F Z can be determined with one and/or the other of the induced resonance frequencies f 1 and f 2 .

Cette force FZpermet de déduire la charge, ou poids, appliquée à la roue à partir en fonction de l’accélération de la pesanteur.This force F Z makes it possible to deduce the load, or weight, applied to the wheel from the acceleration of gravity.

Alternativement, selon un autre exemple de réalisation nullement limitatif, la charge la force FZ peut être déterminée selon la relation suivante : Alternatively, according to another non-limiting embodiment, the load the force FZ can be determined according to the following relationship:

Les nombreux essais effectués lors du développement ont démontrés que cette alternative permet d’obtenir une caractérisation de la de la force FZplus précise et donc une caractérisation de la charge plus précise. Toutefois, cette alternative nécessite obligatoirement de déterminer les deux fréquences de résonances induites f1et f2.Numerous tests carried out during development have shown that this alternative makes it possible to obtain a more precise characterization of the force F Z and therefore a more precise characterization of the load. However, this alternative necessarily requires determining the two induced resonance frequencies f 1 and f 2 .

Le dispositif de caractérisation ne nécessite pas nécessairement de moyen d’excitation pour fonctionner.The characterization device does not necessarily require excitation means to operate.

La résonance acoustique peut par exemple être créée au sein de ladite cavité lorsque le véhicule roule. En effet, lorsque le véhicule roule, les interactions entre le pneu et la chaussée peuvent permettre de créer une résonance.The acoustic resonance can for example be created within said cavity when the vehicle is rolling. In fact, when the vehicle is moving, the interactions between the tire and the road can make it possible to create resonance.

Alternativement, lorsque le véhicule est à l’arrêt, une résonance acoustique au sein de ladite cavité peut être créée par une excitation manuelle, par exemple en impactant le pneu à l’aide d’un outil de type marteau ou similaire.Alternatively, when the vehicle is stationary, an acoustic resonance within said cavity can be created by manual excitation, for example by impacting the tire using a tool of the hammer or similar type.

Selon encore une autre alternative, une résonance acoustique peut être créée au sein de la cavité par un bruit ambiant aux alentours de ladite roue.According to yet another alternative, an acoustic resonance can be created within the cavity by ambient noise around said wheel.

Par moyen de captation on entend tout capteur capable de mesurer une vibration, un son et/ou un niveau de pression acoustique.By capture means is meant any sensor capable of measuring a vibration, a sound and/or an acoustic pressure level.

Le dispositif selon l’invention peut en outre déterminer si le véhicule est en surcharge en comparant la valeur de la force ou de la charge mesurée à une valeur seuil prédéterminée.The device according to the invention can also determine whether the vehicle is overloaded by comparing the value of the force or of the measured load with a predetermined threshold value.

Cette valeur seuil peut par exemple être enregistrée dans le dispositif, par exemple pour chaque véhicule.This threshold value can for example be recorded in the device, for example for each vehicle.

Selon une variante de réalisation, au moins un dispositif de caractérisation de charge du véhicule peut être programmé pour :

  • déterminer si le véhicule est en surcharge, et
  • envoyer en cas de surcharge un message d’alerte au conducteur.
According to a variant embodiment, at least one vehicle load characterization device can be programmed to:
  • determine if the vehicle is overloaded, and
  • in the event of an overload, send an alert message to the driver.

Pour ce faire, le dispositif selon l’invention peut comprendre un moyen de signalisation lumineux, par exemple un témoin lumineux sur le tableau de bord du véhicule, configuré pour avertir le conducteur lorsqu’une surcharge est détectée.To do this, the device according to the invention may comprise a light signaling means, for example an indicator light on the dashboard of the vehicle, configured to warn the driver when an overload is detected.

Alternativement ou en plus, le dispositif selon l’invention peut comprendre un moyen de signalisation sonore, utilisant par exemple des enceintes comprises dans l’habitacle du véhicule, configuré pour avertir le conducteur lorsqu’une surcharge est détectée.Alternatively or in addition, the device according to the invention may comprise sound signaling means, using for example speakers included in the passenger compartment of the vehicle, configured to warn the driver when an overload is detected.

Avantageusement, le dispositif selon l’invention peut comprendre en outre au moins un moyen d’excitation pour créer une résonance acoustique au sein de ladite cavité.Advantageously, the device according to the invention may also comprise at least one excitation means for creating an acoustic resonance within said cavity.

Ainsi, il est possible de mieux contrôler l’excitation, ce qui facilite la création d’une résonance acoustique au sein de ladite cavité. La résonance acoustique étant ainsi générée de manière plus fiable, la caractérisation de la charge appliquée à une roue par le dispositif est donc plus précise.Thus, it is possible to better control the excitation, which facilitates the creation of an acoustic resonance within said cavity. Since the acoustic resonance is thus generated more reliably, the characterization of the load applied to a wheel by the device is therefore more precise.

Avantageusement, au moins un moyen d’excitation peut être mécanique et être agencé pour créer une résonance acoustique dans la cavité par contacts mécaniques avec le pneu.Advantageously, at least one excitation means may be mechanical and be arranged to create acoustic resonance in the cavity by mechanical contact with the tire.

Au moins un moyen mécanique peut ainsi comprendre un élément pour impacter le pneu, une ou plusieurs fois, par exemple à intervalles réguliers, en particulier à une fréquence comprise entre 10 Hz et 300Hz.At least one mechanical means may thus comprise an element for impacting the tire, one or more times, for example at regular intervals, in particular at a frequency comprised between 10 Hz and 300 Hz.

Alternativement ou en complément, au moins un moyen mécanique peut comprendre un élément pouvant être mis au contact du pneu pour ensuite le déformer en lui appliquant une force, à une ou plusieurs reprises, par exemple à intervalles réguliers en particulier à une fréquence comprise entre 10 Hz et 300Hz.Alternatively or in addition, at least one mechanical means may comprise an element that can be brought into contact with the tire in order to then deform it by applying a force to it, on one or more occasions, for example at regular intervals, in particular at a frequency of between 10 Hz and 300Hz.

Ainsi, il est possible de créer une résonance acoustique dans la cavité de manière fiable et facilement reproductible. Par conséquent, la caractérisation de la charge appliquée à une roue par le dispositif est plus fiable et plus précise.Thus, it is possible to create an acoustic resonance in the cavity reliably and easily reproducible. Consequently, the characterization of the load applied to a wheel by the device is more reliable and more precise.

Avantageusement, au moins un moyen d’excitation peut être acoustique et être agencé pour créer une résonance acoustique dans la cavité par émission d’une onde sonore.Advantageously, at least one excitation means can be acoustic and be arranged to create acoustic resonance in the cavity by emission of a sound wave.

Ainsi, il est possible de créer une résonance acoustique dans la cavité sans nécessiter de contact avec le pneu de la roue. Par conséquent, le dispositif engendre moins d’usure du pneu, augmentant ainsi sa longévité.Thus, it is possible to create an acoustic resonance in the cavity without requiring contact with the tire of the wheel. As a result, the device causes less tire wear, thus increasing its longevity.

De plus, lorsque comparé à un moyen d’excitation mécanique, un moyen d’excitation acoustique est moins encombrant.In addition, when compared to a mechanical excitation means, an acoustic excitation means is less bulky.

Par ailleurs, un moyen d’excitation acoustique comprenant moins de pièces mobiles et est donc moins sensible à l’usure, ce qui à tour de rôle permet une meilleure répétabilité de la création de résonances acoustique qu’un moyen d’excitation mécanique.Furthermore, an acoustic excitation means comprising fewer moving parts and is therefore less susceptible to wear, which in turn allows better repeatability of the creation of acoustic resonances than a mechanical excitation means.

Avantageusement, au moins un moyen de captation peut être un microphone, ou un capteur piézoélectrique.Advantageously, at least one capture means can be a microphone, or a piezoelectric sensor.

Avantageusement, le dispositif selon l’invention peut comprendre un moyen acoustique qui peut être utilisé sélectivement comme moyen d’excitation et comme moyen de captation.Advantageously, the device according to the invention can comprise an acoustic means which can be used selectively as an excitation means and as a capture means.

Ainsi, il est possible pour un même moyen acoustique de créer une résonance dans la cavité puis de capter cette résonance. Par conséquent, il est possible de réduire le nombre total de moyens requis, d’excitation et de captation. Par conséquent, le dispositif de caractérisation est moins cher à produire.Thus, it is possible for the same acoustic means to create a resonance in the cavity and then to pick up this resonance. Therefore, it is possible to reduce the total number of required means, excitation and pick-up. Therefore, the characterization device is cheaper to produce.

Un tel moyen acoustique, sélectivement de captation et d’excitation peut par exemple être un capteur piézoélectrique. Alternativement, un tel moyen peut être une enceinte dont le fonctionnement est réversible, et permet ainsi une captation selon le même principe de fonctionnement qu’un microphone.Such an acoustic means, selectively for capture and excitation, can for example be a piezoelectric sensor. Alternatively, such a means may be a speaker whose operation is reversible, and thus allows capture according to the same operating principle as a microphone.

Avantageusement, le moyen d’analyse du signal peut être configuré pour déterminer deux fréquences de résonance représentatives de la charge.Advantageously, the signal analysis means can be configured to determine two resonance frequencies representative of the load.

Ainsi, il est possible de caractériser la charge plus précisément.Thus, it is possible to characterize the load more precisely.

Avantageusement le dispositif selon l’invention peut en outre comprendre au moins un moyen de captation de pression et/ou de température à l’intérieur de ladite cavité.Advantageously, the device according to the invention can also comprise at least one pressure and/or temperature sensing means inside said cavity.

Ainsi, il est possible de mesurer des conditions expérimentales à l’intérieur de la cavité formée par un pneu de ladite roue dans lesquelles le signal sonore est capté.Thus, it is possible to measure experimental conditions inside the cavity formed by a tire of said wheel in which the sound signal is picked up.

Par conséquent, il est possible d’adapter la caractérisation de la charge audites conditions expérimentales mesurées afin d’améliorer la précision de ladite caractérisation.Therefore, it is possible to adapt the characterization of the charge to said measured experimental conditions in order to improve the accuracy of said characterization.

Selon un exemple de réalisation nullement limitatif, la force en Newton, notée FZ, qui s’applique à la roue peut être déterminée en fonction :

  • de chacune des fréquences de résonance induites f1et f2,
  • d’une pression P mesurée au sein de la cavité de la roue,
  • d’une température T mesurée au sein de ladite cavité, et
  • d’au moins une dimension du pneu, tel que la largeur de la semelle du pneu, le ratio entre la hauteur du pneu et la semelle, le diamètre intérieur de la roue etc.
According to a non-limiting example of embodiment, the force in Newtons, denoted F Z , which applies to the wheel can be determined according to:
  • of each of the induced resonance frequencies f 1 and f 2 ,
  • a pressure P measured within the cavity of the wheel,
  • a temperature T measured within said cavity, and
  • at least one dimension of the tire, such as the width of the tire tread, the ratio between the height of the tire and the tread, the inside diameter of the wheel, etc.

Alternativement, selon un autre exemple de réalisation nullement limitatif, la force en Newton, notée FZ, qui s’applique à la roue peut être déterminée en fonction :

  • d’une seule des deux fréquences de résonance induites f1et f2,
  • d’une fréquence de référence frefprédéterminée, permettant notamment de déterminer un décalage de fréquence entre ladite fréquence de référence frefprédéterminée et ladite fréquence de résonance induites, f1ou f2 ,suite à une variation de la charge appliquée au pneu,
  • d’une pression P mesurée au sein de la cavité de la roue,
  • d’une température T mesurée au sein de ladite cavité, et
  • d’au moins une dimension du pneu, tel que la largeur de la semelle du pneu, le ratio entre la hauteur du pneu et la semelle, le diamètre intérieur de la roue etc.
Alternatively, according to another example of non-limiting embodiment, the force in Newtons, denoted F Z , which applies to the wheel can be determined according to:
  • of only one of the two induced resonance frequencies f 1 and f 2 ,
  • a predetermined reference frequency f ref , making it possible in particular to determine a frequency shift between said predetermined reference frequency f ref and said induced resonance frequency, f 1 or f 2 , following a variation in the load applied to the tire,
  • a pressure P measured within the cavity of the wheel,
  • a temperature T measured within said cavity, and
  • at least one dimension of the tire, such as the width of the tire tread, the ratio between the height of the tire and the tread, the inside diameter of the wheel, etc.

Alternativement ou en plus, le dispositif peut être configuré pour recevoir au moins une mesure d’une condition expérimentale effectuée par un capteur installé de série dans la roue pour laquelle la charge appliquée est caractérisée.Alternatively or additionally, the device can be configured to receive at least one measurement of an experimental condition made by a sensor installed as standard in the wheel for which the applied load is characterized.

Selon un autre aspect de l’invention, il est proposé une roue de véhicule comprenant une jante, un pneu formant une cavité, caractérisée en ce que ladite roue est équipée d’un dispositif de caractérisation selon l’invention.According to another aspect of the invention, there is proposed a vehicle wheel comprising a rim, a tire forming a cavity, characterized in that said wheel is equipped with a characterization device according to the invention.

Ainsi, il est possible d’avoir une meilleure intégration du dispositif selon l’invention dans le véhicule et en particulier dans la roue. Par conséquent, les prises de mesures sont facilitées et la qualité des mesures est accrue.Thus, it is possible to have a better integration of the device according to the invention in the vehicle and in particular in the wheel. Consequently, the taking of measurements is facilitated and the quality of the measurements is increased.

Selon une variante de réalisation, le dispositif de caractérisation peut comprendre un moyen de captation disposé à l’extérieur de la cavité.According to a variant embodiment, the characterization device may comprise a capture means arranged outside the cavity.

Avantageusement, le dispositif de caractérisation peut comprendre au moins un moyen de captation disposé à l’intérieur de ladite cavité, ou débouchant dans ladite cavité de ladite roue.Advantageously, the characterization device may comprise at least one capture means arranged inside said cavity, or opening into said cavity of said wheel.

Ainsi, il est possible de capter la résonance acoustique directement depuis l’intérieur de la cavité. Par conséquent, il est possible de faire une meilleure captation et donc une caractérisation plus précise de la charge.Thus, it is possible to capture the acoustic resonance directly from inside the cavity. Consequently, it is possible to make a better capture and therefore a more precise characterization of the load.

De plus, il est possible d’effectuer des mesures en cours de roulage. En effet, au moins un moyen de captation disposé à l’intérieur de la cavité permet une captation de la résonance acoustique même lorsque la roue est en rotation.In addition, it is possible to take measurements while driving. Indeed, at least one capture means arranged inside the cavity allows capture of the acoustic resonance even when the wheel is rotating.

Le dispositif de caractérisation peut comprendre au moins un moyen de captation disposé, au moins partiellement, dans le pneu de la roue.The characterization device may comprise at least one capture means arranged, at least partially, in the tire of the wheel.

Avantageusement, le dispositif de caractérisation peut comprendre au moins un moyen de captation disposé, au moins partiellement, dans ladite jante.Advantageously, the characterization device may comprise at least one capture means disposed, at least partially, in said rim.

Ainsi, le moyen de captation est solidaire de la jante. Il est dès lors possible de changer le pneu de la roue sans avoir à remplacer ou démonter le moyen de captation.Thus, the capture means is secured to the rim. It is therefore possible to change the tire of the wheel without having to replace or dismantle the capture means.

Selon un mode de réalisation, le dispositif de caractérisation peut comprendre au moins deux moyens de captation séparés d’un angle non nul quelconque.According to one embodiment, the characterization device may comprise at least two capture means separated by any non-zero angle.

Avantageusement, le dispositif de caractérisation peut comprendre au moins deux moyens de captation, séparés d’un angle de 90°.Advantageously, the characterization device can comprise at least two capture means, separated by an angle of 90°.

Cette position angulaire relative permet de garantir une meilleure captation de la résonance acoustique. En effet, quelle que soit la position de la roue, lorsqu’une résonance est créée dans la cavité formée par le pneu de la roue, les deux fréquences f1et f2 de résonance peuvent être captées, lorsqu’une charge est appliquée à la roue. Deux scénarios sont ainsi possibles :

  • la première fréquence de résonance induite f1ne peut être captée que par un seul des deux moyens de captation, dès lors la deuxième fréquence de résonance induite f2ne peut être captée que par l’autre moyen de captation, ou
  • chacune des deux fréquences de résonance induites f1et f2peut être captée par chacun des deux moyens de captation.
This relative angular position makes it possible to guarantee better capture of the acoustic resonance. Indeed, whatever the position of the wheel, when a resonance is created in the cavity formed by the tire of the wheel, the two frequencies f1and F2 resonance can be picked up when a load is applied to the wheel. Two scenarios are thus possible:
  • the first induced resonance frequency f 1 can only be picked up by one of the two pick-up means, therefore the second induced resonance frequency f 2 can only be picked up by the other pick-up means, or
  • each of the two induced resonance frequencies f 1 and f 2 can be picked up by each of the two pick-up means.

Ainsi, dans tous les cas, il est possible de détecter les deux fréquences de résonance f1et f2représentatives de la charge appliquée à la roue.Thus, in all cases, it is possible to detect the two resonance frequencies f 1 and f 2 representative of the load applied to the wheel.

Avantageusement, le dispositif de caractérisation peut comprendre au moins deux moyens de captation du dispositif, séparés d’un angle de 45°.Advantageously, the characterization device can comprise at least two capture means of the device, separated by an angle of 45°.

Ainsi, la position angulaire relative de 45°, autour de l’axe de rotation de la roue, entre au moins ces deux moyens de captation est conservée même lors de la rotation de la roue.Thus, the relative angular position of 45°, around the axis of rotation of the wheel, between at least these two capture means is maintained even during rotation of the wheel.

Cette position angulaire relative permet de garantir une meilleure captation de la résonance acoustique. En effet, quelle que soit la position de la roue lors de la création de la résonance, ce positionnement relatif angulaire des moyens de captation garanti qu’au moins un des deux moyens de captation soit capable de capter chacune des deux fréquences de résonance induites, lorsqu’une charge est appliquée à la roue.This relative angular position makes it possible to guarantee better capture of the acoustic resonance. Indeed, whatever the position of the wheel during the creation of the resonance, this relative angular positioning of the capture means guarantees that at least one of the two capture means is capable of capturing each of the two induced resonance frequencies, when a load is applied to the wheel.

Avantageusement, le dispositif de caractérisation peut comprendre au moins un moyen d’excitation disposé dans ladite cavité, ou débouchant dans ladite cavité, de la roue.Advantageously, the characterization device may comprise at least one excitation means disposed in said cavity, or opening into said cavity, of the wheel.

Ainsi, le moyen d’excitation ne constitue pas un frein ou une limite à la caractérisation de la charge de la roue en cours de roulage.Thus, the excitation means does not constitute an obstacle or a limit to the characterization of the load of the wheel during travel.

Préférentiellement, ledit moyen d’excitation se trouvant, ou débouchant, dans la cavité formée par le pneu de la roue peut être un moyen d’excitation acoustique. Il est ainsi possible de créer une résonance acoustique en excitant directement l’air se trouvant dans la cavité. Par conséquent, la création d’une résonance acoustique est facilitée. De plus, un tel moyen d’excitation acoustique est plus fiable car moins sensible aux éléments extérieurs tels que par exemple le bruit ambiant.Preferably, said excitation means located, or emerging, in the cavity formed by the tire of the wheel can be an acoustic excitation means. It is thus possible to create an acoustic resonance by directly exciting the air in the cavity. Therefore, the creation of acoustic resonance is facilitated. In addition, such an acoustic excitation means is more reliable because it is less sensitive to external elements such as, for example, ambient noise.

Alternativement ou en plus, au moins un moyen d’excitation se trouvant, ou débouchant, dans la cavité peut être mécanique.Alternatively or additionally, at least one excitation means located, or emerging, in the cavity can be mechanical.

Avantageusement, le dispositif de caractérisation peut comprendre au moins un moyen d’excitation disposé à l’extérieur de ladite cavité de la roue.Advantageously, the characterization device can comprise at least one excitation means arranged outside of said cavity of the wheel.

Ainsi, un tel moyen d’excitation peut par exemple être disposé sur la jante de la roue ou sur toute autre partie du véhicule.Thus, such an excitation means can for example be arranged on the rim of the wheel or on any other part of the vehicle.

Il est ainsi possible d’accéder au moyen d’excitation sans avoir à démonter la roue, et en particulier le pneu de la roue. Par conséquent, la maintenance du moyen d’excitation est facilitée.It is thus possible to access the excitation means without having to remove the wheel, and in particular the tire of the wheel. Consequently, the maintenance of the excitation means is facilitated.

Selon un autre aspect de l’invention, il est proposé un véhicule comprenant au moins un dispositif de caractérisation et/ou au moins une roue selon l’invention.According to another aspect of the invention, a vehicle is proposed comprising at least one characterization device and/or at least one wheel according to the invention.

Avantageusement, le dispositif de caractérisation peut comprendre au moins un moyen d’excitation disposé sur le véhicule en regard d’une roue dudit véhicule.Advantageously, the characterization device can comprise at least one excitation means arranged on the vehicle opposite a wheel of said vehicle.

En particulier, le moyen d’excitation peut être placé au niveau d’un passage de roue de ladite roue.In particular, the excitation means can be placed at a wheel arch of said wheel.

Ainsi, le véhicule est équipé d’un moyen d’excitation embarqué ce qui permet de caractériser la charge quel que soit le lieu où il se situe. De plus, le moyen d’excitation ayant ainsi une position fixe, il peut être conçu, calibré et optimisé afin de créer une résonance acoustique le plus efficacement possible.Thus, the vehicle is equipped with an on-board excitation means which makes it possible to characterize the load regardless of where it is located. In addition, since the excitation means thus has a fixed position, it can be designed, calibrated and optimized in order to create acoustic resonance as efficiently as possible.

Avantageusement, le dispositif de caractérisation peut comprendre au moins un moyen d’excitation disposé ailleurs que sur le véhicule.Advantageously, the characterization device can comprise at least one excitation means arranged elsewhere than on the vehicle.

Autrement dit, ledit moyen d’excitation n’est pas embarqué sur le véhicule.In other words, said excitation means is not on board the vehicle.

Ainsi, il est possible d’avoir un moyen d’excitation, par exemple un haut-parleur, extérieur au véhicule, et pouvant être déplacé indépendamment du véhicule. Par conséquent, un tel moyen d’excitation offre une plus grande flexibilité d’utilisation. En effet, il peut être positionné en regard d’une roue pour effectuer une caractérisation, puis être déplacé, par exemple pour être rangé.Thus, it is possible to have an excitation means, for example a loudspeaker, external to the vehicle, and able to be moved independently of the vehicle. Therefore, such a means of excitation offers greater flexibility of use. Indeed, it can be positioned next to a wheel to carry out a characterization, then be moved, for example to be stored.

Avantageusement, le véhicule selon l’invention peut comprendre au moins un dispositif selon l’invention et, pour chaque roue dudit véhicule, au moins un moyen de captation d’un signal sonore à l’intérieur de la cavité formée par le pneu de ladite roue.Advantageously, the vehicle according to the invention may comprise at least one device according to the invention and, for each wheel of said vehicle, at least one means of picking up an audible signal inside the cavity formed by the tire of said wheel.

Ainsi, il est possible de caractériser la charge totale du véhicule. De plus, il est possible de déterminer la répartition de la charge dudit véhicule et le centrage la charge, c’est-à-dire la position du centre de gravité dudit véhicule.Thus, it is possible to characterize the total load of the vehicle. In addition, it is possible to determine the distribution of the load of said vehicle and the centering of the load, that is to say the position of the center of gravity of said vehicle.

Selon un autre aspect de l’invention, il est proposé un procédé de caractérisation d’une charge appliquée à une roue d’un véhicule, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :

  • excitation, pour créer une résonance acoustique au sein d’une cavité formée par un pneu de ladite roue,
  • captation d’un signal sonore à l’intérieur de ladite cavité, et
  • détection d’au moins une fréquence de résonance dans ladite cavité, représentative de la charge, par analyse dudit signal sonore lorsqu’une résonance acoustique est créée au sein de ladite cavité.
According to another aspect of the invention, there is proposed a method for characterizing a load applied to a wheel of a vehicle, characterized in that it comprises the following steps:
  • excitation, to create an acoustic resonance within a cavity formed by a tire of said wheel,
  • picking up a sound signal inside said cavity, and
  • detection of at least one resonance frequency in said cavity, representative of the load, by analyzing said sound signal when an acoustic resonance is created within said cavity.

Description des figures et modes de réalisationDescription of figures and embodiments

D’autres avantages et caractéristiques apparaîtront à l’examen de la description détaillée d’un mode de réalisation nullement limitatif, et des dessins annexés sur lesquels :

  • la est une représentation schématique partielle d’un exemple de réalisation non limitatif d’un dispositif de caractérisation selon l’invention ;
  • la est une représentation schématique partielle d’un autre exemple de réalisation non limitatif d’un dispositif de caractérisation selon l’invention ;
  • la est une représentation schématique partielle d’un autre exemple de réalisation non limitatif d’un dispositif de caractérisation selon l’invention ;
  • la est une représentation schématique partielle d’un autre exemple de réalisation non limitatif d’un dispositif de caractérisation selon l’invention ;
  • la est une représentation schématique partielle d’un autre exemple de réalisation non limitatif d’un dispositif de caractérisation selon l’invention ;
  • la est une représentation schématique partielle d’un autre exemple de réalisation non limitatif d’un dispositif de caractérisation selon l’invention ;
  • la est une représentation d’exemples de captation possible lorsqu’une résonance acoustique est créée au sein de la cavité en fonction de la position du moyen de captation ;
  • la et la sont des représentations schématiques et partielles en coupe de deux roues, respectivement sans et avec une charge appliquée, et
  • la est une représentation partielle et très schématique d’un exemple de réalisation non limitatif d’un véhicule selon l’invention.
Other advantages and characteristics will appear on examination of the detailed description of a non-limiting embodiment, and of the appended drawings in which:
  • the is a partial schematic representation of a non-limiting embodiment of a characterization device according to the invention;
  • the is a partial schematic representation of another non-limiting embodiment of a characterization device according to the invention;
  • the is a partial schematic representation of another non-limiting embodiment of a characterization device according to the invention;
  • the is a partial schematic representation of another non-limiting embodiment of a characterization device according to the invention;
  • the is a partial schematic representation of another non-limiting embodiment of a characterization device according to the invention;
  • the is a partial schematic representation of another non-limiting embodiment of a characterization device according to the invention;
  • the is a representation of examples of possible capture when an acoustic resonance is created within the cavity as a function of the position of the capture means;
  • the and the are schematic and partial cross-sectional representations of two wheels, respectively without and with an applied load, and
  • the is a partial and very schematic representation of a non-limiting embodiment of a vehicle according to the invention.

Il est bien entendu que les modes de réalisation qui seront décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie est uniquement suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieure.It is understood that the embodiments which will be described below are in no way limiting. In particular, variants of the invention may be imagined comprising only a selection of characteristics described below isolated from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the prior art. This selection includes at least one preferably functional feature without structural details, or with only part of the structural details if this part is only sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the state of the prior art.

Sur les figures les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.In the figures, the elements common to several figures retain the same reference.

La est une représentation schématique partielle d’un exemple de réalisation non limitatif d’un dispositif de caractérisation selon l’invention.The is a partial schematic representation of a non-limiting exemplary embodiment of a characterization device according to the invention.

La illustre, par une vue en coupe schématique et partielle, un dispositif 100 de caractérisation d’une charge appliquée à une roue 102 d’un véhicule.The illustrates, by a schematic and partial sectional view, a device 100 for characterizing a load applied to a wheel 102 of a vehicle.

La roue 102 comprend une jante 104 sur laquelle est monté un pneu 106. Une cavité 108 est ainsi formée par le pneu 106.The wheel 102 comprises a rim 104 on which is mounted a tire 106. A cavity 108 is thus formed by the tire 106.

Une charge (non représentée) appliquée à la roue 102 déforme le pneu 106 au niveau d’un contact entre la roue 102 et un sol 110. Cette charge est au moins partiellement due au poids du véhicule. Dans l’exemple représenté, le véhicule est partiellement représenté par un passage de roue 112 dudit véhicule. Toutefois, il est important de noter que le dispositif 100 selon l’invention peut aussi être implémenté sur un véhicule ne comprenant pas de passage de roue 112.A load (not shown) applied to wheel 102 deforms tire 106 at a contact between wheel 102 and ground 110. This load is at least partially due to the weight of the vehicle. In the example shown, the vehicle is partially represented by a wheel arch 112 of said vehicle. However, it is important to note that the device 100 according to the invention can also be implemented on a vehicle that does not include a wheel arch 112.

Le dispositif 100 de caractérisation d’une charge comprend un moyen de captation 114 d’un signal sonore à l’intérieur de la cavité 108.The device 100 for characterizing a load comprises a means 114 for picking up a sound signal inside the cavity 108.

Typiquement, le moyen de captation peut être un microphone ou un capteur piézoélectrique.Typically, the pickup means can be a microphone or a piezoelectric sensor.

Dans l’exemple représenté, la jante 104 est prévue pour accueillir au moins une partie dudit moyen de captation 114 de sorte qu’il débouche dans ladite cavité 108. Alternativement, le moyen de captation 114 peut être disposé ailleurs dans la cavité 108, par exemple fixé sur une paroi de la jante 114 ou une paroi interne du pneu 106. Selon une autre alternative, le moyen de captation 114 peut être disposé à l’extérieur de la cavité 108 de la roue 102, par exemple sur une partie latérale de la jante 104 ou sur le véhicule au niveau du passage de roue 112.In the example shown, the rim 104 is provided to accommodate at least part of the said capture means 114 so that it opens into the said cavity 108. Alternatively, the capture means 114 can be arranged elsewhere in the cavity 108, for example fixed to a wall of the rim 114 or an internal wall of the tire 106. According to another alternative, the capture means 114 can be arranged outside the cavity 108 of the wheel 102, for example on a side part of the rim 104 or on the vehicle at the level of the wheel arch 112.

Le dispositif 100 comprend en outre un moyen d’analyse 116 d’un signal sonore capté par le moyen de captation 114.The device 100 further comprises means 116 for analyzing a sound signal picked up by the capture means 114.

Le moyen d’analyse 116 est schématiquement représenté au niveau du passage de roue 112. Cependant, la position du moyen d’analyse 116 en est un positionnement à titre d’exemple aucunement limitatif.The analysis means 116 is schematically represented at the level of the wheel arch 112. However, the position of the analysis means 116 in is a positioning by way of example in no way limiting.

Le moyen d’analyse 116 est prévu pour déterminer au moins une, de préférence deux fréquences de résonance dans la cavité 108, représentative de la charge, lorsqu’une résonance acoustique est créée au sein de la cavité 108.The analysis means 116 is provided to determine at least one, preferably two resonance frequencies in the cavity 108, representative of the load, when an acoustic resonance is created within the cavity 108.

Cette résonance acoustique est par exemple créée au sein de la cavité 108 lorsque le véhicule roule. En effet, lorsque le véhicule roule, l’interaction entre le pneu 102 et la chaussée peut permettre de créer une résonance.This acoustic resonance is for example created within the cavity 108 when the vehicle is rolling. In fact, when the vehicle is moving, the interaction between the tire 102 and the road can make it possible to create a resonance.

Alternativement, lorsque le véhicule est à l’arrêt, une résonance acoustique au sein de ladite cavité 108 peut être créée par une excitation manuelle, par exemple en impactant le pneu à l’aide d’un outil de type marteau ou similaire.Alternatively, when the vehicle is stationary, an acoustic resonance within said cavity 108 can be created by manual excitation, for example by impacting the tire using a hammer or similar type tool.

Selon encore une autre alternative, le moyen de captation 114 peut être un moyen acoustique réversible pouvant sélectivement être utilisé comme moyen d’excitation et comme moyen de captation, tel que par exemple un transducteur piézoélectrique ou électroacoustique. Ainsi, le moyen acoustique réversible peut dans un premier temps être utilisé en émission pour générer une résonance acoustique dans la cavité 108, puis en captation dans un deuxième temps pour capter le signal sonore.According to yet another alternative, the capture means 114 can be a reversible acoustic means that can selectively be used as excitation means and as capture means, such as for example a piezoelectric or electroacoustic transducer. Thus, the reversible acoustic means can initially be used in transmission to generate an acoustic resonance in the cavity 108, then in capture in a second time to capture the sound signal.

La est une représentation schématique partielle d’un autre exemple de réalisation non limitatif d’un dispositif de caractérisation selon l’invention.The is a partial schematic representation of another non-limiting embodiment of a characterization device according to the invention.

L’exemple de la reprend l’intégralité des éléments décrits en relation avec la .The example of the includes all of the elements described in relation to the .

Le dispositif 200 de la diffère du dispositif 100 de la en ce qu’il comprend trois moyens d’excitation acoustiques 202, 204 et 206. Dans l’exemple illustré, chacun des trois moyens d’excitation est agencé différemment dans ou autour de la roue 102.The device 200 of the differs from device 100 of the in that it comprises three acoustic excitation means 202, 204 and 206. In the example illustrated, each of the three excitation means is arranged differently in or around the wheel 102.

Un premier moyen d’excitation acoustique 202 est encastré dans le passage de roue 112. Ce premier moyen d’excitation acoustique 202 est agencé en regard à la roue 102 de sorte à créer une résonance acoustique dans la cavité 108 par émission d’une onde sonore. Ce premier moyen d’excitation est donc entièrement désolidarisé de la roue 102.A first acoustic excitation means 202 is embedded in the wheel arch 112. This first acoustic excitation means 202 is arranged facing the wheel 102 so as to create an acoustic resonance in the cavity 108 by emission of a wave sound. This first excitation means is therefore completely separated from the wheel 102.

Un deuxième moyen d’excitation acoustique 204 est disposé à même le sol 110 en regard à la roue 102. Ce deuxième moyen d’excitation acoustique 204 est déplaçable et positionnable manuellement de sorte à être en regard de la roue 102 et permet la génération d’une résonance acoustique dans la cavité 108 par émission d’une onde sonore. Ce deuxième moyen d’excitation est donc entièrement désolidarisé de la roue et du véhicule.A second acoustic excitation means 204 is arranged on the ground 110 opposite the wheel 102. This second acoustic excitation means 204 can be moved and positioned manually so as to be opposite the wheel 102 and allows the generation of an acoustic resonance in the cavity 108 by emission of a sound wave. This second excitation means is therefore completely separated from the wheel and the vehicle.

Un troisième moyen d’excitation acoustique 206 est encastré dans la jante 104. Une extrémité du moyen d’excitation acoustique 206 débouche dans la cavité 108 permettant ainsi la création d’une résonance acoustique directement dans la cavité 108 par émission d’une onde sonore. Ce moyen d’excitation acoustique 206 est ainsi solidaire en rotation avec la roue 102. La position angulaire relative de ce moyen d’excitation acoustique 206 avec le moyen de captation 114 est ainsi fixe. Dans l’exemple illustré, le moyen d’excitation acoustique 206 et le moyen de captation 114 sont disposés à un angle de 90°. Alternativement, cette position peut être différente.A third acoustic excitation means 206 is embedded in the rim 104. One end of the acoustic excitation means 206 opens into the cavity 108 thus allowing the creation of an acoustic resonance directly in the cavity 108 by emission of a sound wave . This acoustic excitation means 206 is thus integral in rotation with the wheel 102. The relative angular position of this acoustic excitation means 206 with the capture means 114 is thus fixed. In the example illustrated, the acoustic excitation means 206 and the capture means 114 are arranged at an angle of 90°. Alternatively, this position may be different.

L’exemple de dispositif 200 selon l’invention tel qu’illustré comprend ainsi trois différents moyens d’excitation acoustique 202, 204 et 206. D’autres variantes de réalisations comprenant un seul ou plusieurs de ces trois moyens d’excitation sont possibles, éventuellement combinées à toute autre variante de réalisation.The exemplary device 200 according to the invention as illustrated thus comprises three different acoustic excitation means 202, 204 and 206. Other embodiment variants comprising one or more of these three excitation means are possible, optionally combined with any other alternative embodiment.

La est une représentation schématique partielle d’un autre exemple de réalisation non limitatif d’un dispositif de caractérisation selon l’invention.The is a partial schematic representation of another non-limiting embodiment of a characterization device according to the invention.

L’exemple de la reprend l’intégralité des éléments décrits en relation avec la .The example of the includes all of the elements described in relation to the .

Le dispositif 300 de la diffère du dispositif 100 de la en ce qu’il comprend un moyen d’excitation mécanique 302.The device 300 of the differs from device 100 of the in that it comprises a mechanical excitation means 302.

Dans l’exemple illustré, le moyen d’excitation mécanique 302 est disposé dans le passage de roue 112 et comprend une tige 304 extensible, dont l’extrémité peut être mise au contact de la surface du pneu 106 et permet la création mécanique d’une résonance acoustique au sein de la cavité 108. Un tel moyen d’excitation mécanique 302 est ainsi de préférence utilisé pour créer une résonance acoustique dans la cavité 108 lorsque le véhicule est à l’arrêt.In the example illustrated, the mechanical excitation means 302 is arranged in the wheel arch 112 and comprises an extendable rod 304, the end of which can be brought into contact with the surface of the tire 106 and allows the mechanical creation of an acoustic resonance within the cavity 108. Such a mechanical excitation means 302 is thus preferably used to create an acoustic resonance in the cavity 108 when the vehicle is stationary.

Selon une variante de réalisation, le moyen d’excitation mécanique 302 peut être compris dans la roue 102, par exemple compris dans la cavité 108 ou débouchant dans la cavité 108.According to a variant embodiment, the mechanical excitation means 302 can be included in the wheel 102, for example included in the cavity 108 or emerging in the cavity 108.

La est une représentation schématique partielle d’un autre exemple de réalisation non limitatif d’un dispositif de caractérisation selon l’invention.The is a partial schematic representation of another non-limiting embodiment of a characterization device according to the invention.

L’exemple de la reprend l’intégralité des éléments décrits en relation avec la .The example of the includes all of the elements described in relation to the .

Le dispositif 400 de la diffère du dispositif 300 de la en ce qu’il comprend un deuxième moyen de captation 402.The device 400 of the differs from device 300 of the in that it comprises a second capture means 402.

Similairement au premier moyen de captation 114, le deuxième moyen de captation 402 est encastré dans la jante 104 et débouche dans la cavité 108. Chaque moyen de captation est ainsi solidaire en rotation avec la roue 102. La position angulaire relative entre les deux moyens de captation 114 et 402 est de 90°. Cette position angulaire relative de 90° permet de garantir la captation de chacune des deux fréquences de résonances induites par l’association des deux moyens de captation 114 et 402.Similar to the first capture means 114, the second capture means 402 is embedded in the rim 104 and opens into the cavity 108. Each capture means is thus integral in rotation with the wheel 102. The relative angular position between the two capture 114 and 402 is 90°. This relative angular position of 90° makes it possible to guarantee the capture of each of the two resonance frequencies induced by the combination of the two capture means 114 and 402.

Alternativement, d’autres variantes de réalisations ayant une position angulaire relative différente entre les deux moyens de captation 114 et 402 apparaitront évidentes à l’homme du métier.Alternatively, other variant embodiments having a different relative angular position between the two capture means 114 and 402 will appear obvious to those skilled in the art.

Les avantages de différentes variantes de positions relatives entre les moyens de captation sont décrits plus en détail ci-après en relation avec la .The advantages of different variants of relative positions between the capture means are described in more detail below in relation to the .

La est une représentation schématique partielle d’un autre exemple de réalisation non limitatif d’un dispositif de caractérisation selon l’invention.The is a partial schematic representation of another non-limiting embodiment of a characterization device according to the invention.

L’exemple de la reprend l’intégralité des éléments décrits en relation avec la .The example of the includes all of the elements described in relation to the .

Le dispositif 500 de la diffère du dispositif 400 de la en ce qu’il comprend un troisième moyen de captation 502.The device 500 of the differs from device 400 of the in that it comprises a third capture means 502.

Similairement aux deux autres moyens de captation 114 et 402, le troisième moyen de captation 502 est encastré dans la jante 104 et débouche dans la cavité 108. Chaque moyen de captation est ainsi solidaire en rotation avec la roue 102. Le troisième moyen de captation 502 est disposé entre les moyens de captation 114 et 402 de sorte que la position angulaire relative entre le troisième moyen de captation 502 et chacun des deux autres moyens de captation 114 et 402 est de 45°. Une position angulaire relative de 45° entre deux moyens de captation 114 et 502 ou 502 et 402, permet de garantir qu’au moins un moyen de captation puisse capter chacune des deux fréquences de résonance induites.Similar to the other two capture means 114 and 402, the third capture means 502 is embedded in the rim 104 and opens into the cavity 108. Each capture means is thus integral in rotation with the wheel 102. The third capture means 502 is arranged between the capture means 114 and 402 so that the relative angular position between the third capture means 502 and each of the other two capture means 114 and 402 is 45°. A relative angular position of 45° between two capture means 114 and 502 or 502 and 402 ensures that at least one capture means can capture each of the two induced resonance frequencies.

La est une représentation schématique partielle d’un autre exemple de réalisation non limitatif d’un dispositif de caractérisation selon l’invention.The is a partial schematic representation of another non-limiting embodiment of a characterization device according to the invention.

L’exemple de la reprend l’intégralité des éléments décrits en relation avec la .The example of the includes all of the elements described in relation to the .

Le dispositif 600 de la diffère du dispositif 500 de la en ce qu’il comprend cinq moyens de captation 602 supplémentaires pour un total de huit moyens de captation 114, 402, 502 et 602.The device 600 of the differs from the 500 device of the in that it comprises five additional capture means 602 for a total of eight capture means 114, 402, 502 and 602.

Les moyens de captation 602 supplémentaires sont aussi encastrés dans la jante 104 et débouchent dans la cavité 108. Chaque moyen de captation est ainsi solidaire en rotation avec la roue 102. Les moyens de captation 114, 402, 502 et 602 sont disposés dans la jante de sorte que chacun des deux moyens de captation successifs aient une position angulaire relative égale à 45°.The additional capture means 602 are also embedded in the rim 104 and open into the cavity 108. Each capture means is thus integral in rotation with the wheel 102. The capture means 114, 402, 502 and 602 are arranged so that each of the two successive capture means have a relative angular position equal to 45°.

La est une représentation d’exemples de captation possible lorsqu’une résonance acoustique est créée au sein de la cavité en fonction de la position du moyen de captation.The is a representation of examples of possible capture when an acoustic resonance is created within the cavity as a function of the position of the capture means.

La illustre des spectres fréquentiels obtenus par des moyens de captation lorsqu’une résonance acoustique est créée au sein de la cavité avec le véhicule à l’arrêt. Les moyens de captation sont disposés dans la roue à intervalles réguliers de 45°, similairement au dispositif décrit précédemment en relation avec la . Les moyens de captation sont ainsi positionnés à 0°, 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270° et 315°, avec 0° correspondant au moyen de captation positionné le plus proche du sol.The illustrates frequency spectra obtained by capture means when an acoustic resonance is created within the cavity with the vehicle stationary. The capture means are arranged in the wheel at regular intervals of 45°, similar to the device described above in relation to the . The capture means are thus positioned at 0°, 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270° and 315°, with 0° corresponding to the capture means positioned closest to the ground.

Il est ainsi possible de voir que les spectres fréquentiels obtenus par les moyens de captation à 90° et 270°, situés dans l’axe horizontal passant par le centre de la roue dans le sens d’orientation de la figure, et ceux obtenus par les moyens de captations à 0° et 180°, situés dans l’axe vertical passant par le centre de la roue permettent chacun d’identifier un seul pic, correspondant à une seule des fréquences de résonance induites.It is thus possible to see that the frequency spectra obtained by the capture means at 90° and 270°, located in the horizontal axis passing through the center of the wheel in the orientation direction of the figure, and those obtained by the sensing means at 0° and 180°, located in the vertical axis passing through the center of the wheel, each make it possible to identify a single peak, corresponding to a single one of the induced resonance frequencies.

Ainsi, les moyens de captation à 90° et 270° permettent d’identifier uniquement la première fréquence de résonance induite, égale à 225 Hz dans cet exemple.Thus, the capture means at 90° and 270° make it possible to identify only the first induced resonance frequency, equal to 225 Hz in this example.

De plus, les moyens de captation à 0° et 180° permettent d’identifier uniquement la deuxième fréquence de résonance induite, égale à 235 Hz dans cet exemple.In addition, the capture means at 0° and 180° make it possible to identify only the second induced resonance frequency, equal to 235 Hz in this example.

Il est aussi possible de voir que les spectres fréquentiels obtenus par les autres moyens de captation, disposés à 45°, 135°, 225° et 315°, permettent chacun d’identifier chacune des deux fréquences de résonance induites, égale à 225 Hz et 235 Hz dans cet exemple.It is also possible to see that the frequency spectra obtained by the other capture means, arranged at 45°, 135°, 225° and 315°, each make it possible to identify each of the two induced resonance frequencies, equal to 225 Hz and 235 Hz in this example.

Les positions des moyens de captation tels qu’illustrés sont des positions théoriques effectuées en banc d’essai. Lors d’une caractérisation effectuée en conditions réelles entre deux roulages, l’orientation de la roue peut être différente. Dans ce cas, chacun des moyens de captation peut être capable de déterminer chacune des deux fréquences de résonance induites.The positions of the capture means as illustrated are theoretical positions carried out on a test bench. During a characterization carried out in real conditions between two runs, the orientation of the wheel may be different. In this case, each of the capture means may be capable of determining each of the two induced resonance frequencies.

La permet donc d’illustrer l’importance de la position angulaire relative entre les différents moyens de captation. En effet, un intervalle de 90° entre deux moyens de captation permet de garantir l’identification de chacune des deux fréquences de résonances induites par l’association des deux moyens de captation. De plus, une position angulaire relative de 45° permet de garantir qu’au moins un moyen de captation puisse capter chacune des deux fréquences de résonance induites.The thus makes it possible to illustrate the importance of the relative angular position between the various capture means. Indeed, an interval of 90° between two capture means makes it possible to guarantee the identification of each of the two resonance frequencies induced by the association of the two capture means. In addition, a relative angular position of 45° makes it possible to guarantee that at least one capture means can capture each of the two induced resonance frequencies.

D’autres variantes de réalisation ayant d’autres positions angulaires relatives entre les moyens de captation apparaitront évidentes à l’homme du métier.Other embodiment variants having other relative angular positions between the capture means will appear obvious to those skilled in the art.

Il est ainsi possible d’envisager des exemples de réalisation non limitatifs comprenant des moyens de captation espacés à intervalles non réguliers tels que 30°, 45° et 90°.It is thus possible to envisage non-limiting exemplary embodiments comprising capture means spaced at non-regular intervals such as 30°, 45° and 90°.

Alternativement, il est aussi possible d’envisager des exemples de réalisation non limitatifs comprenant des moyens de captation espacés à d’autres intervalles réguliers, tel que par exemple 30°.Alternatively, it is also possible to envisage non-limiting exemplary embodiments comprising capture means spaced at other regular intervals, such as for example 30°.

la et la sont des représentations schématiques et partielles en coupe d’une même roue, respectivement sans et avec une charge appliquée.the and the are schematic and partial sectional representations of the same wheel, respectively without and with an applied load.

la et la illustrent, par des coupes transversales, une même roue 802 en contact avec le sol 804. La roue 802 comprend :

  • une jante 806 ;
  • un pneu 808 ;
  • une cavité 810, formée par le pneu 808 sur la jante 806 ; et
  • un moyen de captation 812, disposé sur la jante 806 et débouchant dans la cavité 810.
the and the illustrate, by cross sections, the same wheel 802 in contact with the ground 804. The wheel 802 comprises:
  • an 806 rim;
  • an 808 tire;
  • a cavity 810, formed by the tire 808 on the rim 806; and
  • a capture means 812, arranged on the rim 806 and opening into the cavity 810.

La diffère de la en ce qu’une force, Fz est appliquée à la roue 802. Cette force est illustrée en par une flèche appliquée à la roue 802 au niveau de son axe de rotation 814.The differs from the in that a force, Fz is applied to the wheel 802. This force is illustrated in by an arrow applied to wheel 802 at its axis of rotation 814.

Il est ainsi possible de voir sur la une déformation du pneu 808 engendrée par la charge Fz. De plus, il est possible de voir que le centre de rotation 814 de la roue 802 est légèrement plus bas que celui de la roue 800.It is thus possible to see on the a deformation of the tire 808 generated by the load Fz. Additionally, it can be seen that the center of rotation 814 of wheel 802 is slightly lower than that of wheel 800.

La est une représentation partielle et très schématique d’un exemple de réalisation non limitatif d’un véhicule selon l’invention.The is a partial and very schematic representation of a non-limiting embodiment of a vehicle according to the invention.

La illustre, par une vue du dessus et en coupe un véhicule 900 équipé de quatre roues 102. Le véhicule 900 comprend un dispositif 902 de caractérisation de charge appliqué à chacune des roues 102.The illustrates, by a view from above and in section, a vehicle 900 equipped with four wheels 102. The vehicle 900 comprises a load characterization device 902 applied to each of the wheels 102.

Le dispositif 902 de caractérisation comprend, pour chacune des roues 102, au moins un moyen de captation (non illustré en ) d’un signal sonore à l’intérieur d’une cavité formée par un pneu de ladite roue. Le dispositif 902 de caractérisation comprend en outre un moyen d’analyse 116.The characterization device 902 comprises, for each of the wheels 102, at least one capture means (not illustrated in ) of an audible signal inside a cavity formed by a tire of said wheel. The characterization device 902 further comprises an analysis means 116.

Ainsi, il est possible de caractériser la charge appliquée à chacune des roues 102 individuellement. Par conséquent, il est possible de caractériser la charge totale du véhicule. De plus, il est possible de déterminer la répartition de la charge dudit véhicule et le centrage la charge, c’est-à-dire la position du centre de gravité 604 dudit véhicule.Thus, it is possible to characterize the load applied to each of the wheels 102 individually. Therefore, it is possible to characterize the total vehicle load. In addition, it is possible to determine the distribution of the load of said vehicle and the centering of the load, that is to say the position of the center of gravity 604 of said vehicle.

Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux exemples détaillés ci-dessus.
Of course, the invention is not limited to the examples detailed above.

Claims (18)

Dispositif (100;200;300;400;500;600) de caractérisation d’une charge appliquée à une roue (102;802) d’un véhicule, caractérisé en ce que ledit dispositif (100;200;300;400;500;600) comprend :
  • au moins un moyen de captation (114;402;502;602;812) d’un signal sonore à l’intérieur d’une cavité (108;810) formée par un pneu (106;808) de ladite roue (102;802), et
  • au moins un moyen d’analyse (116) dudit signal sonore pour déterminer au moins une fréquence de résonance dans ladite cavité (108;810), représentative de ladite charge, lorsqu’une résonance acoustique est créée au sein de ladite cavité (108;810).
Device (100;200;300;400;500;600) for characterizing a load applied to a wheel (102;802) of a vehicle, characterized in that said device (100;200;300;400;500 ;600) includes:
  • at least one means (114; 402; 502; 602; 812) for picking up a sound signal inside a cavity (108; 810) formed by a tire (106; 808) of said wheel (102); 802), and
  • at least one means (116) for analyzing said sound signal to determine at least one resonant frequency in said cavity (108; 810), representative of said load, when an acoustic resonance is created within said cavity (108); 810).
Dispositif (200;300;400;500;600) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend en outre au moins un moyen d’excitation (202,204,206;302) pour créer une résonance acoustique au sein de ladite cavité (108;810).Device (200;300;400;500;600) according to the preceding claim, characterized in that it further comprises at least one excitation means (202,204,206;302) to create acoustic resonance within said cavity (108 ;810). Dispositif (300;400;500;600) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’au moins un moyen d’excitation (302) est mécanique et est agencé pour créer une résonance acoustique dans la cavité (108) par contacts mécaniques avec le pneu (106).Device (300; 400; 500; 600) according to the preceding claim, characterized in that at least one excitation means (302) is mechanical and is arranged to create acoustic resonance in the cavity (108) by mechanical contact with the tire (106). Dispositif (200) selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que au moins un moyen d’excitation (202,204,206) est acoustique et est agencé pour créer une résonance acoustique dans la cavité (108) par émission d’une onde sonore.Device (200) according to claim 2 or 3, characterized in that at least one excitation means (202,204,206) is acoustic and is arranged to create an acoustic resonance in the cavity (108) by emission of a sound wave. Dispositif (100;200;300;400;500;600) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’au moins un moyen de captation (114;402;502;602;812) est un microphone, ou un capteur piézoélectrique.Device (100;200;300;400;500;600) according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one pickup means (114;402;502;602;812) is a microphone, or a piezoelectric sensor. Dispositif (100;200;300;400;500;600) selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu’il comprend un moyen acoustique qui est utilisé sélectivement comme moyen d’excitation et comme moyen de captation (114;402;502;602;812).Device (100;200;300;400;500;600) according to any one of Claims 2 to 5, characterized in that it comprises acoustic means which are used selectively as excitation means and as capture means ( 114;402;502;602;812). Dispositif (100;200;300;400;500;600) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen d’analyse (106) du signal est configuré pour déterminer deux fréquences de résonance représentatives de la charge.Device (100;200;300;400;500;600) according to any one of the preceding claims, characterized in that the signal analysis means (106) is configured to determine two resonance frequencies representative of the load. Roue (102,802) de véhicule comprenant :
  • une jante (104;806) ;
  • un pneu (106;808) formant une cavité (108;810) ;
caractérisée en ce que ladite roue (102;802) est équipée d’un dispositif de caractérisation (100;200;300;400;500;600) selon l’une quelconque des revendications précédentes.Vehicle wheel (102.802) comprising:
  • a rim (104;806);
  • a tire (106;808) forming a cavity (108;810);
characterized in that said wheel (102;802) is equipped with a characterization device (100;200;300;400;500;600) according to any one of the preceding claims. Roue (102,802) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le dispositif de caractérisation (100;200;300;400;500;600) comprend au moins un moyen de captation (114;402;502;602;812) disposé à l’intérieur de ladite cavité (108;810), ou débouchant dans ladite cavité (108;810) de ladite roue (102;802).Wheel (102,802) according to the preceding claim, characterized in that the characterization device (100;200;300;400;500;600) comprises at least one capture means (114;402;502;602;812) arranged at inside said cavity (108;810), or opening into said cavity (108;810) of said wheel (102;802). Roue (102;802) selon l’une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisée en ce que le dispositif de caractérisation (100;200;300;400;500;600) comprend au moins un moyen de captation (114;402;502;602;812) disposé, au moins partiellement, dans ladite jante (104;806).Wheel (102;802) according to any one of Claims 8 or 9, characterized in that the characterization device (100;200;300;400;500;600) comprises at least one capture means (114;402; 502; 602; 812) disposed, at least partially, in said rim (104; 806). Roue (102) selon l’une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisée en ce que le dispositif de caractérisation (500;600) comprend au moins deux moyens de captation (114,402), séparés d’un angle de 90°.Wheel (102) according to any one of Claims 8 to 10, characterized in that the characterization device (500; 600) comprises at least two capture means (114, 402), separated by an angle of 90°. Roue (102) selon l’une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisée en ce que le dispositif de caractérisation (500;600) comprend au moins deux moyens de captation (114,402,502) séparés d’un angle de 45°.Wheel (102) according to any one of Claims 8 to 11, characterized in that the characterization device (500; 600) comprises at least two capture means (114, 402, 502) separated by an angle of 45°. Roue (102) selon l’une quelconque des revendication 8 à 12, caractérisée en ce que le dispositif de caractérisation (200) comprend au moins un moyen d’excitation (206) disposé dans ladite cavité (108), ou débouchant dans ladite cavité (108), de ladite roue (102).Wheel (102) according to any one of Claims 8 to 12, characterized in that the characterization device (200) comprises at least one excitation means (206) arranged in the said cavity (108), or emerging into the said cavity (108), of said wheel (102). Roue (102) selon l’une quelconque des revendications 8 à 13, caractérisée en ce que le dispositif de caractérisation (200;300;400;500;600) comprend au moins un moyen d’excitation (202,204;302) disposé à l’extérieur de ladite cavité (108) de ladite roue (102).Wheel (102) according to any one of Claims 8 to 13, characterized in that the characterization device (200; 300; 400; 500; 600) comprises at least one excitation means (202; 204; 302) arranged at the exterior of said cavity (108) of said wheel (102). Véhicule comprenant :
  • au moins un dispositif de caractérisation selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 ; et/ou
  • au moins une roue selon l’une quelconque des revendications 8 à 14.
Vehicle including:
  • at least one characterization device according to any one of claims 1 to 7; and or
  • at least one wheel according to any one of claims 8 to 14.
Véhicule selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif de caractérisation (200;300) comprend au moins un moyen d’excitation (202;302) disposé sur le véhicule en regard d’une roue (102) dudit véhicule.Vehicle according to the preceding claim, characterized in that the characterization device (200; 300) comprises at least one excitation means (202; 302) arranged on the vehicle facing a wheel (102) of said vehicle. Véhicule selon l’une quelconque des revendications 15 ou 16, caractérisé en ce que le dispositif de caractérisation (200) comprend au moins un moyen d’excitation (204) disposé ailleurs que sur le véhicule.Vehicle according to any one of Claims 15 or 16, characterized in that the characterization device (200) comprises at least one excitation means (204) arranged elsewhere than on the vehicle. Procédé de caractérisation d’une charge appliquée à une roue d’un véhicule, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
  • excitation, pour créer une résonance acoustique au sein d’une cavité formée par un pneu de ladite roue,
  • captation d’un signal sonore à l’intérieur de ladite cavité, et
  • détection d’au moins une fréquence de résonance dans ladite cavité, représentative de la charge, par analyse dudit signal sonore lorsqu’une résonance acoustique est créée au sein de ladite cavité.
Method for characterizing a load applied to a wheel of a vehicle, characterized in that it comprises the following steps:
  • excitation, to create an acoustic resonance within a cavity formed by a tire of said wheel,
  • picking up a sound signal inside said cavity, and
  • detection of at least one resonance frequency in said cavity, representative of the load, by analyzing said sound signal when an acoustic resonance is created within said cavity.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20150298513A1 (en) * 2012-11-28 2015-10-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Air-pressure monitoring device and malfunction-determination-threshold-value determination method
US20190366784A1 (en) * 2016-11-21 2019-12-05 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Method for checking and/or monitoring the use of a tire

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