WO2014195604A1 - Procede de detection et d'indication d'usure dissymetrique d'un pneumatique de vehicule - Google Patents
Procede de detection et d'indication d'usure dissymetrique d'un pneumatique de vehicule Download PDFInfo
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- WO2014195604A1 WO2014195604A1 PCT/FR2014/051226 FR2014051226W WO2014195604A1 WO 2014195604 A1 WO2014195604 A1 WO 2014195604A1 FR 2014051226 W FR2014051226 W FR 2014051226W WO 2014195604 A1 WO2014195604 A1 WO 2014195604A1
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- B60C11/24—Wear-indicating arrangements
- B60C11/246—Tread wear monitoring systems
Definitions
- the present invention relates to the field of vehicles, such as motor vehicles, and more particularly the problem of detecting the asymmetrical wear of the tires of said vehicle.
- the condition of the tires of a motor vehicle is an essential element in the safety of use of the vehicle.
- Tire wear changes the vehicle's behavior and lengthens braking distances. It is thus constant to ensure that the wear does not exceed the wear indicators provided in the tire structure to warn the user of the vehicle that it is time to change its tires.
- the wear is not systematically reproducible, and highly dependent on the stresses of the vehicle, even keeping identical tires, the indication of the mileage traveled by said tires can give at best an indication of their condition.
- the present invention provides a method based on any other method, which allows, in a simple way, and with simple calculation means, to determine an asymmetrical wear of one of the tires fitted to a vehicle.
- the present invention is achieved by means of a method for detecting the asymmetrical wear of a tire of a vehicle comprising at least two wheels equipped with tires, comprising:
- a detection phase consecutive to the learning phase consisting of:
- the method according to the invention makes it possible, by two simple phases and a comparison of the ratios of wheel speeds taken in pairs, to determine whether one tire wears faster than another.
- the rotational speeds of the wheels are derived from speed sensors fitted to each of the wheels. Such sensors equip the majority of the series vehicles, so that the process does not use specific sensors.
- the method comprises at least one of the following characteristics:
- the acquisition of the rotational speed signals of the wheels is carried out at a frequency of between 10 and 100 ms, the speeds being averaged before the calculation of the ratio,
- the learning phase is carried out over a distance of between 500 and 1000 km following the change of tires
- the method comprises an additional step of alerting the driver of the vehicle when the difference between one of the ratios and the corresponding reference ratio exceeds a predetermined threshold.
- the present invention also relates to a system for detecting asymmetrical wear of a tire of a vehicle, characterized in that it comprises:
- Means for measuring the speed of rotation of the various wheels of the vehicle - a processing unit comprising:
- the invention also relates to a motor vehicle comprising at least two wheels equipped with tires, and comprising an asymmetrical tire wear detection system as previously described, as well as a software module for estimating a state of wear of a motor vehicle tire, comprising software instructions for controlling the implementation of the process steps as previously described. DESCRIPTION OF THE FIGURES
- FIG. 1 is a diagram of a vehicle illustrating the designation of the various elements related to the present invention
- FIGS. 2 and 3 represent flowcharts describing different phases of the process according to the invention
- FIG. 4 is a representation of the results obtained from the method according to the invention.
- the present invention applies more particularly, but not exclusively, to a motor vehicle having four wheels each equipped with a wheel speed sensor and on which a tire is mounted.
- the invention can be applied to any vehicle having at least two wheels.
- the following notation will be adopted for the rest of the presentation.
- the indices 12 will be used for the left front wheel, 12 for the right front wheel, 2 for the left wheel and 22 for the right rear wheel.
- R 22 denotes the radius of the right rear wheel.
- the present invention poses the following conditions as verified, in order to simplify and facilitate the calculations:
- the distance traveled by the left front wheel is very close to the distance traveled by the left rear wheel. It is the same on the right side.
- the distance traveled by the front left wheel is very close to the distance traveled by the right front wheel. It is the same for the rear wheels.
- the distance traveled by the front left wheel is very close to the distance traveled by the right rear wheel. It is the same for the wheels of the other diagonal of the vehicle.
- the ratios of the different speeds of rotation reflect the ratios of the radii of the wheels.
- the method consists, at a frequency of period Te, between 10 ms and 100 ms, to acquire the different speeds of the wheels. From then on, the ratios can then be written by the formulas: he
- a learning phase 10 a detection phase 12
- a detection phase 12 two phases are necessary to monitor the asymmetrical wear of the tires: a learning phase 10 and a detection phase 12.
- the method according to the invention will acquire, in a step 100, a period frequency Te, the rotation value of the wheels. Then in a step 102, the method will realize the sum of the recorded wheel speeds at the sampling frequency, for the purpose, during a step 106, when the distance K has been traveled (condition 104), to perform the calculation of the different ratios, referred to as reference ratios and noted with the index ref , which correspond to the radius ratio between the different wheels at an initial time corresponding to the change of tires.
- a subsequent step 108 makes it possible to keep in memory these reference ratios.
- the triggering of this learning phase can be carried out during the change of tires in a garage or establishment having access rights to the process, or by the user via a specific interface on board the vehicle or on a nomadic device. Ordiphone type.
- a second phase 12 referred to as detection, with reference to FIG. 3, the acquisition scheme remains substantially the same as for the learning phase 10: acquisitions of the wheel speeds during a step 120 at a frequency of period Te, calculating the sum of the wheel speeds during a step 122, and calculating the different radius reports as previously defined in a step 124, and which are the same ratios as those defined in the learning step.
- the method compares the different reports calculated during this detection step with the same ratios determined during the learning phase, realizing the difference between these reports. When the evolution of one of these ratios exceeds a threshold u, j determined during a step 130, it follows that one of the tires has worn out abnormally compared to another and the driver is alerted when from step 132
- the thresholds can be different from one report to another, depending on the type of vehicle, the initial diameters of the wheels, type of tires, etc.
- Figure 4 shows the evolution of the ratio Rn / R 2 i for a new tire and a worn front tire, the evolution of this ratio being easily detectable.
- the evolution here shows a left front tire that has worn out faster than the left rear tire.
- the system triggers an alert to the driver, for example by a sound signal and / or a luminous pictogram displayed on the dashboard and prompting the driver to inspect his tires.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Tires In General (AREA)
Abstract
L'invention concerne un procédé de détection de l'usure dissymétrique d'un pneumatique d'un véhicule comportant au moins deux roues équipées de pneumatiques, comprenant : - une phase d'apprentissage consécutive au changement de pneumatiques et consistant, lorsque le véhicule est en mouvement, en: o l'acquisition des vitesses de rotation des roues à des intervalles de temps réguliers; o le calcul des rapports dits de référence des vitesses (wij) de rotation des roues entre les différentes roues prises deux à deux, o une mise en mémoire de la valeur de ces rapports de référence, - une phase de détection (12) consécutive à la phase d'apprentissage (10) consistant en o l'acquisition (120) des vitesses (wij) de rotation des roues à des intervalles de temps réguliers; o le calcul (124) des rapports des vitesses de rotation des roues entre les différentes roues prises deux à deux, o une mise en mémoire (124) de la valeur de ces rapports, o le calcul de la différence (126) entre les rapports issus de la phase de détection et les rapports de référence issus de la phase d'apprentissage (12).
Description
Procédé de détection et d'indication d'usure dissymétrique d'un pneumatique de véhicule
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne le domaine des véhicules, tels des véhicules automobiles, et plus particulièrement la problématique de détection de l'usure dissymétrique des pneumatiques dudit véhicule. ETAT DE LA TECHNIQUE
L'état des pneumatiques d'un véhicule automobile est un élément primordial dans la sécurité d'utilisation du véhicule. L'usure des pneumatiques modifie le comportement du véhicule et allonge les distances de freinage. Il est ainsi constant de veiller à ce que l'usure ne dépasse pas les témoins d'usure prévus dans la structure des pneumatiques pour prévenir l'utilisateur du véhicule qu'il est temps de changer ses pneumatiques.
Toutefois, cette inspection visuelle n'est pas connue par tous, et il peut être difficile d'identifier ne serait-ce que le témoin d'usure. Dès lors l'identification que le témoin d'usure est atteint peut être problématique et n'est par ailleurs pas appréhendée de la même façon par différentes personnes, tout en restant peu précise, salissante et relativement contraignante par la position à adopter pour cette inspection. La problématique du moment opportun de changement des pneumatiques n'est ainsi pas complètement résolue par les témoins d'usure.
Par ailleurs, l'usure n'étant pas systématiquement reproductible, et dépendant fortement des sollicitations du véhicule, même en gardant des pneumatiques identiques, l'indication du kilométrage parcouru par lesdits pneumatiques ne peut donner au mieux qu'une indication sur leur état.
De plus, sans rappel, un utilisateur peu pointilleux peut oublier de contrôler régulièrement l'état de ses pneumatiques.
Il a ainsi été développé des méthodes de détermination automatique de l'usure des pneumatiques, qui se basent sur des systèmes instrumentés utilisant des capteurs spécifiques (capteurs optiques, magnétiques,...).
Il est également connu la reconnaissance sonore d'un signal ou d'une fréquence correspondant à l'atteinte du témoin d'usure. Le document FR2937902 montre un exemple de réalisation de ce type d'alerte.
Il est par ailleurs connu des méthodes indirectes, utilisant des capteurs déjà présents dans le véhicule pour d'autres fonctions, telle celle décrite dans le document FR2841827 où une estimation de l'usure des pneumatiques est obtenue par la détermination ou l'estimation du glissement du pneumatique. Cette méthode est toutefois assez complexe à mettre en œuvre et n'est pas le reflet uniquement de l'usure du pneumatique.
La présente invention propose un procédé basé sur une toute autre méthode, qui permet, de façon simple, et avec de simples moyens de calculs, de déterminer une usure dissymétrique de l'un des pneumatiques équipant un véhicule.
EXPOSE DE L'INVENTION
La présente invention est atteinte à l'aide d'un procédé de détection de l'usure dissymétrique d'un pneumatique d'un véhicule comportant au moins deux roues équipées de pneumatiques, comprenant :
- une phase d'apprentissage consécutive au changement de pneumatiques et consistant, lorsque le véhicule est en mouvement, en :
o l'acquisition des vitesses de rotation des roues à des intervalles de temps réguliers ;
o le calcul des rapports dits de référence des vitesses de rotation des roues entre les différentes roues prises deux à deux,
o une mise en mémoire de la valeur de ces rapports de référence,
- une phase de détection consécutive à la phase d'apprentissage consistant en :
o l'acquisition des vitesses de rotation des roues à des intervalles de temps réguliers ;
o le calcul des rapports des vitesses de rotation des roues entre les différentes roues prises deux à deux,
o une mise en mémoire de la valeur de ces rapports,
o le calcul de la différence entre les rapports issus de la phase de détection et les rapports de référence issus de la phase d'apprentissage.
Ainsi, le procédé selon l'invention permet, par deux phases simples et une comparaison des rapports des vitesses de roue prises deux à deux, de déterminer si un pneumatique s'use plus rapidement qu'un autre. Avantageusement, les vitesses de rotation des roues sont issues de capteurs de vitesse équipant chacune des roues. De tels capteurs équipent la majorité des véhicules de série, de sorte que le procédé n'utilise pas de capteurs spécifiques.
Avantageusement, le procédé comporte au moins l'une des caractéristiques suivantes :
- l'acquisition des signaux de vitesse de rotation des roues est réalisée à une fréquence comprise entre 10 et 100 ms, les vitesses étant moyennées avant le calcul du rapport,
la phase d'apprentissage est réalisée sur une distance comprise entre 500 et 1000 km suite au changement de pneumatiques,
- le procédé comprend une étape supplémentaire consistant à alerter le conducteur du véhicule lorsque l'écart entre l'un des rapports et le rapport de référence correspondant dépasse un seuil prédéterminé.
La présente invention porte également sur un système de détection d'usure dissymétrique d'un pneumatique d'un véhicule caractérisé en ce qu'il comprend :
- des moyens de mesure de la vitesse de rotation des différentes roues du véhicule - une unité de traitement comprenant :
o des moyens pour moyenner les vitesses de rotation des différentes roues ainsi que des moyens pour calculer les rapports de ces vitesses, depuis un état d'origine correspondant à un changement de pneumatiques,
o des moyens pour déterminer un niveau d'usure dissymétrique de l'un des pneumatiques par rapport à un état d'origine à partir de l'évolution temporelle du rapport de vitesse entre les roues prises deux à deux.
L'invention porte également sur un véhicule automobile comprenant au moins deux roues équipées de pneumatiques, et comprenant un système de détection d'usure dissymétrique des pneumatiques tel que précédemment décrit, ainsi qu'un module logiciel pour estimer un état d'usure d'un pneumatique de véhicule automobile, comprenant des instructions logicielles pour commander la mise en œuvre des étapes du procédé telles que précédemment décrites. DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative et doit être lue en regard des dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est un schéma d'un véhicule illustrant la dénomination des différents éléments liés à la présente invention,
- les figures 2 et 3 représentent des organigrammes décrivant différentes phases du procédé selon l'invention,
- la figure 4 est une représentation des résultats issus du procédé selon l'invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
En référence à la figure 1, la présente invention s'applique plus particulièrement, mais non limitativement, à un véhicule automobile possédant quatre roues équipées chacune d'un capteur de vitesse de roue et sur laquelle est montée un pneumatique. L'invention peut être appliquée à tout véhicule possédant au moins deux roues. Ainsi la notation suivante sera adoptée pour la suite de la présentation. Soit un véhicule 1 possédant quatre roues, chacune équipée d'un pneumatique, et pour lesquelles le terme w désigne la vitesse et R le rayon. Par ailleurs, les indices 12 seront utilisés pour la roue avant gauche, 12 pour la roue avant droite, 2i pour la roue gauche et 22 pour la roue arrière droite. Ainsi, par exemple, le terme R22 désigne le rayon de la roue arrière droite.
L'une des problématiques liées à la détection de l'usure des pneumatiques est relative aux variations très faibles à observer, puisque la différence de rayon entre un pneu neuf et un pneu usage est de 6 mm environ. Par ailleurs, les pneus peuvent glisser sur la chaussée, ce qui rend l'exploitation des vitesses de roue difficile.
La présente invention pose les conditions suivantes comme vérifiées, afin de simplifier et faciliter les calculs :
- sur une distance importante parcourue par le véhicule (>100 km par exemple), la distance parcourue par la roue avant gauche est très proche de la distance parcourue par la roue arrière gauche. Il en est de même du côté droit.
- sur une distance importante parcourue par le véhicule (>100 km par exemple), la distance parcourue par la roue avant gauche est très proche de la distance parcourue par la roue avant droite. Il en est de même pour les roues arrière.
- sur une distance importante parcourue par le véhicule (>100 km par exemple), la distance parcourue par la roue avant gauche est très proche de la distance parcourue par la roue arrière droite. Il en est de même pour les roues de l'autre diagonale du véhicule.
Dès lors, on peut écrire :
Par ailleurs, lorsque la distance parcourue n'est pas excessivement longue relativement à la distance qu'il est possible de parcourir sans changer ses pneumatiques, soit par exemple une distance de 1000 km pour donner un ordre de grandeur, à comparer avec 20000 à 30000 km qu'il est possible d'effectuer avant le changement de pneumatiques, alors l'usure peut être considérée comme négligeable, d'où R(t) = R = constan 'où :
Dès lors, il est possible d'écrire les ratios suivants :
Par les conditions posées, les ratios des différentes vitesses de rotation reflètent les ratios des rayons des roues.
Ainsi, selon l'invention, le procédé consiste, selon une fréquence de période Te, comprise entre 10 ms et 100 ms, à acquérir les différentes vitesses des roues. Dès lors, les ratios peuvent alors s'écrire par les formules :
Il
Selon une caractéristique importante de mise en œuvre de la présente invention, deux phases sont nécessaires pour suivre l'usure dissymétrique des pneumatiques : une phase d'apprentissage 10 et une phase de détection 12.
En référence à la figure 2, pendant la phase d'apprentissage 10 consécutive au changement de pneumatiques, qui, généralement dans un véhicule automobile, est réalisée par paires (train avant ou train arrière), pendant une certaine distance de roulage K, le procédé selon l'invention va acquérir, dans une étape 100, à une fréquence de période Te, la valeur de rotation des roues. Puis dans une étape 102, le procédé va réaliser la somme des vitesses de roues enregistrées à la fréquence d'échantillonnage, dans le but, lors d'une étape 106, lorsque la distance K a été parcourue (condition 104), d'effectuer le calcul des différents rapports, dits rapports de référence et notés avec l'indice ref, qui correspondent au rapport de rayon entre les différentes roues à un instant initial correspondant au changement de pneumatiques. Une étape ultérieure 108 permet de conserver en mémoire ces rapports de référence.
Le déclenchement de cette phase d'apprentissage 10 peut être réalisé lors du changement des pneumatiques dans un garage ou établissement disposant des droits d'accès au procédé, ou par l'utilisateur via une interface spécifique à bord du véhicule ou sur un appareil nomade de type ordiphone.
Dans une deuxième phase 12, dite de détection, en référence à la figure 3, le schéma d'acquisition reste sensiblement le même que pour la phase d'apprentissage 10 : acquisitions des vitesses de roues lors d'une étape 120 à une fréquence de période Te, calcul de la somme des vitesses de roues lors d'une étape 122, et calcul des différents
rapports de rayon tel que précédemment définis lors d'une étape 124, et qui sont les mêmes rapports que ceux définis dans l'étape d'apprentissage. Dans une étape 126, le procédé compare les différents rapports calculés lors de cette étape de détection avec les mêmes rapports déterminés lors de la phase d'apprentissage, en réalisant la différence entre ces rapports. Lorsque l'évolution de l'un de ces rapports dépasse un seuil u,j déterminé lors d'une étape 130, il en découle que l'un des pneumatiques s'est usé anormalement par rapport à un autre et le conducteur est alerté lors d'une étape 132
Les seuils peuvent être différents d'un rapport à un autre, selon les types de véhicule, les diamètres initiaux des roues, type de pneumatiques,...
II est également possible d'affiner et de quantifier, par tranches de x kilomètres parcourus l'écart observé afin de générer un taux d'usure dissymétrique du pneumatique pour la tranche kilométrique parcourue, les valeurs moyennées étant ensuite remises à zéro pour la tranche kilométrique suivante. Il est alors possible de réaliser une cartographie du taux d'usure dissymétrique avec en entrée l'écart observé et en sortie une valeur entre 0 et 100 (100 pouvant être l'équivalent de l'atteinte du témoin d'usure)
La figure 4 montre l'évolution du rapport Rn/R2i pour un pneu neuf et un pneu avant usé, l'évolution de ce rapport étant facilement détectable. L'évolution montre ici un pneu avant gauche qui s'est usé plus rapidement que le pneu arrière gauche.
L'intérêt de surveiller l'évolution d'un rapport de rayon de roue est de pouvoir s'affranchir de l'effet de vitesse du véhicule qui modifie le rayon de la roue, ce dernier augmentant lorsque la vitesse augmente, dû aux efforts centrifuges. Toutefois, par la présente invention, ce problème est résolu de façon élégante par le calcul des rapports : les roues tournant à une vitesse proche, le calcul du rapport permet de s'affranchir de cette problématique.
Dès lors, lorsqu'une détection qu'un rapport de rayon entre deux roues dépasse les limites autorisées (modification du rapport à la baisse ou à la hausse), le système déclenche une alerte auprès du conducteur, par exemple par un signal sonore et/ou un pictogramme lumineux s'affichant sur le tableau de bord et incitant le conducteur à une inspection de ses pneumatiques.
Claims
1. Procédé de détection de l'usure dissymétrique d'un pneumatique d'un véhicule (1) comportant au moins deux roues (Ru, Ri2, R2i, R22) équipées de pneumatiques, comprenant :
- une phase d'apprentissage (10) consécutive au changement de pneumatiques et consistant, lorsque le véhicule (1) est en mouvement, en :
o l'acquisition (100) des vitesses de rotation des roues à des intervalles de temps réguliers ;
o le calcul (106) des rapports dits de référence des vitesses (WIJ) de rotation des roues entre les différentes roues prises deux à deux,
o une mise en mémoire (108) de la valeur de ces rapports de référence,
- une phase de détection (12) consécutive à la phase d'apprentissage (10) consistant en
o l'acquisition (120) des vitesses (wij) de rotation des roues à des intervalles de temps réguliers ;
o le calcul (124) des rapports des vitesses de rotation des roues entre les différentes roues prises deux à deux,
o une mise en mémoire (124) de la valeur de ces rapports,
o le calcul de la différence (126) entre les rapports issus de la phase de détection (10) et les rapports de référence issus de la phase d'apprentissage (12).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce les vitesses (wij) de roue sont issus de capteurs de vitesse équipant chacune des roues (Ru, Ri2, R2i, R22).
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'acquisition des signaux de vitesse (wij) de roue est réalisée à une fréquence comprise entre 10 et 100 ms, les vitesses de roue (wij) étant moyennées avant le calcul du rapport.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la phase d'apprentissage est réalisée sur une distance (K) comprise entre 500 et 1000 km suite au changement de pneumatiques.
5. Procédé d'indication de l'usure dissymétrique d'un pneumatique d'un véhicule (1), caractérisé en ce qu'il comprend les phases du procédé de détection selon l'une quelconque des revendications précédentes pour déterminer le niveau d'usure de l'un des
pneumatiques, et une étape supplémentaire consistant à alerter le conducteur du véhicule (1) lorsque l'écart entre l'un des rapports et le rapport de référence correspondant dépasse un seuil (u) prédéterminé.
6. Système de détection d'usure dissymétrique d'un pneumatique d'un véhicule (1) caractérisé en ce qu'il comprend :
- des moyens de mesure de la vitesse (wy) de rotation des différentes roues (Ru, R12, R21, R22) du véhicule (1),
- une unité de traitement comprenant :
o des moyens pour moyenner les vitesses (Wij) de rotation des différentes roues (Ru, R12, R21, R22) ainsi que des moyens pour calculer les rapports de ces vitesses, depuis un état d'origine correspondant à un changement de pneumatiques,
o des moyens pour déterminer un niveau d'usure dissymétrique de l'un des pneumatiques par rapport à un état d'origine à partir de l'évolution temporelle du rapport de vitesse entre les roues (Ru, R12, R21, R22) prises deux à deux.
7. Véhicule automobile (1) comprenant au moins deux roues (Ru, R12, R21, R22) équipées de pneumatiques, caractérisé en ce qu'il comprend un système de détection d'usure dissymétrique des pneumatiques selon la revendication 6.
8. Module logiciel pour estimer un état d'usure d'un pneumatique de véhicule automobile, comprenant des instructions logicielles pour commander la mise en œuvre des étapes du procédé selon l'une des revendications 1 à 5, lorsque ledit module logiciel est exécuté par un processeur.
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| WO2014195604A1 true WO2014195604A1 (fr) | 2014-12-11 |
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Country Status (2)
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| WO (1) | WO2014195604A1 (fr) |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 14731723 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 14731723 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |