FR3134749A1 - Procédé de détermination de l’usure d’un pneumatique - Google Patents
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Abstract
Des exemples présentent un procédé de détermination de l’usure d’un pneumatique comprenant : l’acquisition, par un capteur disposé sur la paroi interne du pneumatique, d’une fonction temporelle d’une accélération radiale ou tangentielle de la bande de roulement du pneumatique correspondant à une période d’un tour de roue, la détermination, à partir de ladite acquisition, d’un indicateur de dispersion de l’accélération de la fonction temporelle sur une portion de non-contact (T0) de l’acquisition correspondant à une période dans laquelle la section du pneumatique portant le capteur n’est pas en contact avec une surface de roulement du pneumatique,la détermination d’une valeur d’usure du pneumatique par la mise en œuvre sur l’indicateur de dispersion, d’une fonction de détermination d’une valeur d’usure de pneumatiques, la fonction de détermination d’une valeur d’usure de pneumatiques étant déterminée sur un ensemble de pneumatiques présentant des degrés d’usure différents à partir d’indicateurs de dispersion tests correspondants.
Description
La présente divulgation concerne le domaine de la mesure de l’usure de pneumatiques au moyen de capteurs.
L’usure d’un pneu est mesurée de manière classique comme l’épaisseur du pneumatique par rapport au fond des rainures de ce pneumatique. L’usure peut être mesurée au moyen d’un témoin d’usure en saillie depuis le fond de la rainure, ce témoin d’usure étant un bourrelet de 1,6 mm d’épaisseur, qui correspond à la valeur de la limite d’usure légale d’un pneu. Lorsque la surface externe du pneumatique se trouve à la même hauteur que ce bourrelet, cela implique que le pneumatique a atteint cette valeur limite d’usure.
Il existe également des méthodes de détermination de l’usure d’un pneumatique qui s’appuient sur des données de capteurs, afin de supprimer le recours à une mesure directe, ce qui permet également d’anticiper l’atteinte de la valeur limite d’usure. Lors de la mise en œuvre de ces méthodes, et même si elles ne font pas appel à une mesure directe de l’épaisseur du pneumatique, le degré d’usure du pneumatique est également exprimé comme une épaisseur restante de pneumatique par rapport au fond d’une rainure.
On connaît par exemple des méthodes basées sur des mesures de distance parcourue par les pneus, à partir de données de géolocalisation, mais ces méthodes ne sont pas précises puisque le degré d’usure peut aussi varier en fonction de l’état de la route parcourue par le véhicule.
On connaît également du document US8,371,159 une méthode d’estimation de l’usure d’un pneumatique à partir du traitement de mesures réalisées par un capteur d’accélération radiale monté sur la paroi interne du pneumatique. Cette méthode comprend le calcul d’une vitesse de déformation du pneumatique lorsque la zone de la bande de roulement portant le capteur atteint la route, à partir de la mesure d’accélération fournie par le capteur, et l’estimation du degré d’usure du pneumatique à partir de cette vitesse de déformation, et d’une charge appliquée sur le pneumatique, qui est elle-même évaluée à l’aide d’un capteur supplémentaire mesurant la vitesse de la roue.
La présente divulgation vient apporter une méthode fiable et plus simple d’estimation du degré d’usure d’un pneumatique qui ne nécessite pas de capteurs dédiés.
A cet égard, il est proposé un procédé de détermination de l’usure d’un pneumatique comprenant :
- l’acquisition, par un capteur disposé sur la paroi interne du pneumatique, d’une fonction temporelle d’une accélération radiale ou tangentielle de la bande de roulement du pneumatique correspondant à une période d’un tour de roue,
- la détermination, à partir de ladite acquisition, d’un indicateur de dispersion de l’accélération de la fonction temporelle sur une portion de non-contact de l’acquisition correspondant à une période dans laquelle la section du pneumatique portant le capteur n’est pas en contact avec une surface de roulement du pneumatique,
- la détermination d’une valeur d’usure du pneumatique par la mise en œuvre sur l’indicateur de dispersion, d’une fonction de détermination d’une valeur d’usure de pneumatiques, la fonction de détermination d’une valeur d’usure de pneumatiques étant déterminée sur un ensemble de pneumatiques présentant des degrés d’usure différents à partir d’indicateurs de dispersion tests correspondants.
Optionnellement, l’indicateur de dispersion est déterminé à partir d’un écart-type.
Optionnellement, l’indicateur de dispersion est déterminé à partir d’une variance.
Optionnellement, l’indicateur de dispersion est déterminé à partir d’une étendue, l’étendue correspondant à une différence entre une valeur maximale d’accélération et une valeur minimale d’accélération de la fonction temporelle sur la portion de non-contact.
Optionnellement, la fonction de détermination de la valeur d’usure de pneumatiques est une fonction de régression.
Optionnellement, l’indicateur de dispersion est déterminé à partir de mesures du capteur effectuées sur un intervalle prédéterminé de la portion de non-contact.
La demande porte également sur un dispositif de détermination de l’usure d’un pneumatique, comprenant un capteur destiné à être disposé sur la paroi interne d’un pneumatique, le capteur étant adapté pour acquérir une fonction temporelle d’une accélération radiale ou tangentielle de la bande de roulement du pneumatique sur une surface de roulement, et un calculateur adapté pour mettre en œuvre l’un quelconque des procédés décrits par la présente divulgation.
La demande porte en outre sur un programme comportant des instructions pour la mise en œuvre d’un procédé comprenant :
- la détermination, à partir d’une acquisition d’une fonction temporelle d’une accélération radiale ou tangentielle de la bande de roulement d’un pneumatique correspondant à une période d’un tour de roue, d’un indicateur de dispersion de l’accélération de la fonction temporelle sur une portion de non-contact de l’acquisition correspondant à une période dans laquelle la section du pneumatique portant le capteur n’est pas en contact avec une surface de roulement du pneumatique,
- la détermination d’une valeur d’usure du pneumatique par la mise en œuvre sur l’indicateur de dispersion, d’une fonction de détermination d’une valeur d’usure de pneumatiques,
la fonction de détermination d’une valeur d’usure de pneumatiques étant déterminée sur un ensemble de pneumatiques présentant des degrés d’usure différents à partir d’indicateurs de dispersion tests correspondants,
Enfin, la demande porte sur un support d’enregistrement non transitoire lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme pour la mise en œuvre d’un procédé comprenant :
- la détermination, à partir d’une acquisition d’une fonction temporelle d’une accélération radiale ou tangentielle de la bande de roulement d’un pneumatique correspondant à une période d’un tour de roue, d’un indicateur de dispersion de l’accélération de la fonction temporelle sur une portion de non-contact de l’acquisition correspondant à une période dans laquelle la section du pneumatique portant le capteur n’est pas en contact avec une surface de roulement du pneumatique,
- la détermination d’une valeur d’usure du pneumatique par la mise en œuvre sur l’indicateur de dispersion, d’une fonction de détermination d’une valeur d’usure de pneumatiques,
la fonction de détermination d’une valeur d’usure de pneumatiques étant déterminée sur un ensemble de pneumatiques présentant des degrés d’usure différents à partir d’indicateurs de dispersion tests correspondants,
Le procédé proposé permet de déterminer un degré d’usure d’un pneumatique avec une implémentation simplifiée par rapport à l’état de la technique, puisque le degré d’usure est déterminé par application d’une fonction de détermination, par exemple une fonction de régression, obtenue à partir d’un ensemble de pneumatiques présentant des niveaux d’usure variés pour lesquels sont déterminés des indicateurs de dispersions tests de leurs fonctions temporelles d’accélération radiale ou tangentielle respectives. La mise en œuvre de ce procédé ne nécessite pas l’utilisation de capteurs supplémentaires.
D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
On va maintenant décrire un procédé de détermination de l’usure d’un pneumatique, ce procédé étant mis en œuvre, en référence à la , par un dispositif 1 comprenant un capteur 10 disposé sur la paroi interne du pneumatique, un calculateur 11 adapté pour mettre en œuvre les traitements décrits ci-après sur les données acquises par le capteur 10, et une mémoire 12 stockant les instructions de code exécutées par le calculateur. Le calculateur 11 peut par exemple être de type processeur, microprocesseur, microcontrôleur, FPGA, etc. La mémoire 12 peut par exemple comprendre une mémoire ROM (Read-Only Memory), une mémoire RAM (Random Access Memory), une mémoire EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) ou tout autres types de moyens de stockage adaptés. La mémoire peut par exemple comprendre des moyens de stockage optique, électronique ou encore magnétique.
Le capteur 10 peut correspondre à un capteur d’accélération ou un capteur de chocs, par exemple un capteur de chocs de type piézoélectrique. Le capteur est adapté pour acquérir des mesures permettant l’obtention d’une fonction temporelle d’accélération du pneumatique. Il peut s’agit d’une fonction temporelle d’accélération radiale ou d’une fonction temporelle d’accélération tangentielle. La direction radiale est représentée par une ligne pointillée sur la tandis que la direction tangentielle est perpendiculaire à l’accélération radiale et perpendiculaire au plan de coupe transversale de la figure.
Sur la , on a représenté schématiquement une vue en coupe transversale d’un pneumatique 2. Le pneumatique 2 comprend une paroi interne 20 sur laquelle le capteur 10 est monté, une bande de roulement 21 qui est à chaque instant en contact avec la route sur une partie de sa circonférence, et qui comporte un ensemble de rainures 22 dont la profondeur diminue avec l’usure de la bande de roulement, c’est-à-dire que l’épaisseur du pneumatique depuis le fond d’une rainure diminue avec l’usure du pneumatique.
Dans des exemples, le capteur 10 est avantageusement positionné au milieu de la largeur L du pneumatique, la largeur étant considérée dans le plan de coupe transversale.
En référence à la , on a représenté un exemple de fonction temporelle de l’accélération radiale arde la bande de roulement du pneumatique acquise par le capteur 10. L’accélération radiale est une fonction périodique dont la période est égale à un tour de roue, c’est-à-dire à 360°. La représentation de la correspond à une acquisition réalisée sur un tour de roue, et qui comprend une portion non-contact T0 dans laquelle la variation de l’accélération radiale est sensiblement nulle. La portion de non-contact T0 correspond à la plage de positions angulaires où la section du pneumatique portant le capteur 10 n’est pas en contact avec la surface de roulement (par exemple la route). En l’occurrence, sur la portion de non-contact T0, l’accélération radiale vaut approximativement Rw² où R est le rayon de rotation du capteur, et w est la vitesse de rotation de la roue, supposée constante en régime stabilisée
La fonction temporelle de l’accélération radiale comprend ensuite une portion T1 où l’accélération radiale croît jusqu’à atteindre un maximum local M1, avant de décroître jusqu’à se stabiliser à une valeur sensiblement nulle, ce qui correspond à la phase de contact de la section du pneumatique portant le capteur avec la surface de roulement. La plage T2 de positions angulaires où l’accélération radiale présente une valeur sensiblement nulle correspond à une plage de positions angulaires où la section du pneumatique portant le capteur est en contact avec la surface de roulement. Puis la courbe d’accélération radiale comprend une augmentation de l’accélération radiale jusqu’à un deuxième maximum local M2, avant de décroître à nouveau jusqu’à approximativement Rw². Cette portion T3 correspond à la phase où la section du pneumatique portant le capteur perd le contact avec la surface de roulement.
Ainsi, les portions T1, T2 et T3 représentés correspondent respectivement à des variations de l’accélération radiale induites par une mise en contact, un contact et une perte de contact entre la section de pneumatique portant le capteur et la surface de roulement.
En référence à la , on a représenté un exemple de fonction temporelle de l’accélération tangentielle at de la bande de roulement du pneumatique. Cette accélération tangentielle peut être acquise soit par un capteur d’accélération tangentielle, soit par dérivation de l’accélération radiale, soit par un capteur de chocs.
En tant que dérivée de l’accélération radiale, on peut établir aisément une correspondance entre les différentes phases décrites ci-avant de la rotation de la roue sur la surface de roulement. En effet, l’accélération tangentielle est nulle sur une portion de non-contact T0 correspondant à la plage de positions angulaires où la section du pneumatique portant le capteur 10 n’est pas en contact avec la surface de roulement. La portion T1 correspondant au contact de la section du pneumatique portant le capteur avec la surface de roulement prend la forme, pour l’accélération tangentielle, d’une diminution rapide jusqu’à atteindre un minimum Pm, puis un retour à une valeur nulle. Le point Pmoù l’accélération tangentielle atteint son minimum correspond au moment de diminution maximale de l’accélération radiale. La portion T2 correspondant à la plage de positions angulaires où la section du pneumatique portant le capteur est en contact avec la surface de roulement correspond à la plage où l’accélération tangentielle est nulle après le point minimum Pm, puis la portion T3, correspondant à la perte de contact de la section du pneumatique portant le capteur avec la surface de roulement correspond à une augmentation rapide de l’accélération tangentielle jusqu’à atteindre un maximum PM, afin de diminuer jusqu’à revenir à 0. La position PMdu maximum d’accélération tangentielle correspond au point où l’augmentation de l’accélération radiale est maximale.
En référence à la , on a représenté schématiquement un exemple des principales étapes du procédé de détermination de l’usure du pneumatique selon un premier mode de réalisation. Ce procédé comprend l’acquisition 100, par le capteur 10, d’une fonction temporelle de l’accélération radiale ou tangentielle de la bande de roulement du pneumatique. Cette acquisition est mise en œuvre au minimum pour un tour de roue. En variante, cette acquisition peut être réalisée pour plusieurs tours de roues.
Le procédé comprend ensuite la détermination 200, à partir de la fonction temporelle de l’accélération radiale ou tangentielle, d’un indicateur de dispersion de l’accélération de la fonction temporelle sur une portion de non-contact T0 de l’acquisition. Tel qu’expliqué précédemment, la portion de non-contact T0 correspond à une période angulaire de la fonction temporelle dans laquelle la section du pneumatique portant le capteur n’est pas en contact avec la surface de roulement du pneumatique. L’indicateur de dispersion désigne la variabilité des valeurs d’une série statistique, et en l’occurrence ici des valeurs d’accélérations obtenues par le capteur 10 dans la portion de non-contact T0 ou sur une sous-partie déterminée de la portion de non-contact T0.
Un indicateur de dispersion peut être déterminé pour un tour de roue ou pour plusieurs tours de roue dans les cas où le capteur 10 procède à l’acquisition d’une accélération radiale ou tangentielle pour une pluralité de tours de roues. Dans ces derniers cas non limitatifs, le procédé peut déterminer un indicateur de dispersion globale comme étant une moyenne de plusieurs indicateurs de dispersion déterminés pour plusieurs tours de roue.
Dans des exemples, l’indicateur de dispersion est déterminé à partir d’un écart-type de la portion de non-contact T0 de l’acquisition.
Dans des exemples alternatifs ou complémentaires, l’indicateur de dispersion est déterminé à partir d’une variance de la portion de non-contact T0 de l’acquisition.
Dans des exemples alternatifs ou complémentaires, l’indicateur de dispersion est déterminé à partir d’une étendue de la portion de non-contact T0 de l’acquisition. L’étendue correspond une différence entre une valeur maximale d’accélération et une valeur minimale d’accélération de la fonction temporelle sur la portion de non-contact T0.
Le procédé comprend ensuite la détermination 300 d’une valeur d’usure du pneumatique, à partir de l’indicateur de dispersion déterminé, par la mise en œuvre d’une fonction de détermination d’une valeur d’usure de pneumatiques déterminée sur un ensemble de pneumatiques présentant des degrés d’usure différents à partir d’indicateurs de dispersion tests correspondants.
En d’autres termes, la fonction de détermination est préalablement déterminée sur d’autres pneumatiques dont les degrés d’usures sont connus en déterminant sur ces pneumatiques des indicateurs de dispersions tests correspondant à celui utilisé ultérieurement dans le procédé.
Dans un mode de réalisation, la fonction de détermination de la valeur d’usure peut être une fonction de régression, par exemple une fonction polynomiale. En variante, cette fonction peut être un modèle entrainé sur une base de données d’apprentissage comprenant, pour un ensemble de pneumatiques présentant des degrés d’usure différentes, des acquisitions d’une fonction temporelle d’une accélération radiale ou tangentielle de la bande de roulement du pneumatique obtenue par un capteur disposé sur la paroi interne du pneumatique.
Lors de l’étape 300 de détermination d’une valeur d’usure du pneumatique, la fonction de détermination de la valeur d’usure est appliquée à l’indicateur de dispersion, pour obtenir le degré d’usure. Dans des exemples dans lesquels il est déterminé un indicateur de dispersion globale, la fonction de détermination de la valeur d’usure peut être appliquée à l’indicateur de dispersion globale.
Dans des modes de réalisation où la fonction temporelle de l’accélération radiale ou tangentielle est acquise plusieurs tours de roues, les étapes 200 et 300 peuvent mises en œuvre pour plusieurs tours de roue, et une valeur globale de degré d’usure peut être déterminée. Dans des exemples, une valeur globale de degré d’usure correspond à une valeur moyenne des valeurs d’usure du pneumatique calculés pour plusieurs itérations de l’étape 300 du procédé sur plusieurs tours de roue.
En référence à la , on a représenté un exemple d’estimation par régression de degrés d’usure réalisé à partir d’un ensemble de pneumatiques présentant des degrés d’usure différents et à partir d’indicateurs de dispersion. Ces indicateurs de dispersion ont été déterminés sur des portions de non-contact de fonctions temporelles d’accélération obtenues à partir de pneumatiques présentant des degrés d’usure différents En abscisse sont représentés trois degrés d’usure de pneus, de gauche à droite : maximum Max, moyen Med et minimal Min (pneu neuf), et en ordonnée un intervalle de valeurs de confiance d’un indice basé sur les valeurs d’indicateurs de dispersion. Cet indice peut être une transformée mathématique d’une équation de régression établie grâce aux méthodes statistiques de régression multilinéaire par exemple. L’étendue des intervalles de confiance diminue lorsque le nombre de mesures utilisées pour le calcul de l’index augmente.
Le procédé de détermination de l’usure d’un pneumatique selon la présente divulgation permet ainsi de déterminer une valeur d’usure d’un pneumatique à partir de l’acquisition de l’accélération radiale ou tangentielle d’un capteur sans nécessité l’ajout d’un capteur spécifique à cet effet. En l’occurrence, les inventeurs ont astucieusement remarqué qu’un indicateur de dispersion de l’accélération de la fonction temporelle sur la portion de non-contact T0 pouvait être utilisé pour traduire une épaisseur du pneumatique.
Claims (9)
- Procédé de détermination de l’usure d’un pneumatique, le procédé comprenant :
- l’acquisition (100), par un capteur disposé sur la paroi interne du pneumatique, d’une fonction temporelle d’une accélération radiale ou tangentielle de la bande de roulement du pneumatique correspondant à une période d’un tour de roue,
- la détermination (200), à partir de ladite acquisition, d’un indicateur de dispersion de l’accélération de la fonction temporelle sur une portion de non-contact (T0) de l’acquisition correspondant à une période dans laquelle la section du pneumatique portant le capteur n’est pas en contact avec une surface de roulement du pneumatique,
- la détermination (300), d’une valeur d’usure du pneumatique par la mise en œuvre sur l’indicateur de dispersion, d’une fonction de détermination d’une valeur d’usure de pneumatiques,
la fonction de détermination d’une valeur d’usure de pneumatiques étant déterminée sur un ensemble de pneumatiques présentant des degrés d’usure différents à partir d’indicateurs de dispersion tests correspondants.
- Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l’indicateur de dispersion est déterminé à partir d’un écart-type.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’indicateur de dispersion est déterminé à partir d’une variance.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’indicateur de dispersion est déterminé à partir d’une étendue, l’étendue correspondant à une différence entre une valeur maximale d’accélération et une valeur minimale d’accélération de la fonction temporelle sur la portion de non-contact (T0).
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la fonction de détermination de la valeur d’usure de pneumatiques est une fonction de régression.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’indicateur de dispersion est déterminé à partir de mesures du capteur effectuées sur un intervalle prédéterminé de la portion de non-contact (T0).
- Dispositif (1) de détermination de l’usure d’un pneumatique, comprenant un capteur (10) destiné à être disposé sur la paroi interne d’un pneumatique, le capteur étant adapté pour acquérir une fonction temporelle d’une accélération radiale ou tangentielle de la bande de roulement du pneumatique sur une surface de roulement, et un calculateur (11), le dispositif (1) étant adapté pour la mise en œuvre du procédé selon l’une des revendications 1 à 6.
- Programme informatique comportant des instructions pour la mise en œuvre d’un procédé comprenant :
- la détermination (200), à partir d’une acquisition d’une fonction temporelle d’une accélération radiale ou tangentielle de la bande de roulement d’un pneumatique correspondant à une période d’un tour de roue, d’un indicateur de dispersion de l’accélération de la fonction temporelle sur une portion de non-contact (T0) de l’acquisition correspondant à une période dans laquelle la section du pneumatique portant le capteur n’est pas en contact avec une surface de roulement du pneumatique,
- la détermination (300) d’une valeur d’usure du pneumatique par la mise en œuvre sur l’indicateur de dispersion, d’une fonction de détermination d’une valeur d’usure de pneumatiques,
la fonction de détermination d’une valeur d’usure de pneumatiques étant déterminée sur un ensemble de pneumatiques présentant des degrés d’usure différents à partir d’indicateurs de dispersion tests correspondants,
- Support d’enregistrement non transitoire lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme pour la mise en œuvre d’un procédé comprenant :
- la détermination (200), à partir d’une acquisition d’une fonction temporelle d’une accélération radiale ou tangentielle de la bande de roulement d’un pneumatique correspondant à une période d’un tour de roue, d’un indicateur de dispersion de l’accélération de la fonction temporelle sur une portion de non-contact (T0) de l’acquisition correspondant à une période dans laquelle la section du pneumatique portant le capteur n’est pas en contact avec une surface de roulement du pneumatique,
- la détermination (300) d’une valeur d’usure du pneumatique par la mise en œuvre sur l’indicateur de dispersion, d’une fonction de détermination d’une valeur d’usure de pneumatiques,
la fonction de détermination d’une valeur d’usure de pneumatiques étant déterminée sur un ensemble de pneumatiques présentant des degrés d’usure différents à partir d’indicateurs de dispersion tests correspondants,
lorsque ce programme est exécuté par un processeur (11).
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