PROCEDE ET SYSTEME D'EVALUATION DE PARAMETRES D'UN

PNEUMATIQUE

Description

Domaine technique

La présente invention est relative à un système d'évaluation de l'état d'un pneumatique, et plus particulièrement l'évaluation de paramètres tel que l'usure, la flèche, ou encore la pression et la charge d'un pneumatique.

De manière connue, la bande de roulement d'un bandage pneumatique, qu'il soit destiné à équiper un véhicule de tourisme, poids lourd, Génie Civil ou autre..., est pourvue d'une sculpture comprenant notamment des éléments de sculpture ou blocs élémentaires délimités par diverses rainures principales, longitudinales, transversales ou encore obliques, les blocs élémentaires pouvant en outre comporter diverses incisions ou lamelles plus fines. Les rainures constituent des canaux destinés à évacuer l'eau lors d'un roulage sur sol mouillé et définissent les bords d'attaque des éléments de sculpture.

Quand un bandage pneumatique est neuf, la bande de roulement est à sa hauteur maximale. Cette hauteur initiale peut varier en fonction du type de bandage pneumatique considéré ainsi que de l'usage auquel il est destiné ; à titre d'exemple, les bandages pneumatiques « hiver » ont généralement une profondeur de sculpture supérieure à celle de bandages pneumatiques « été ». Lorsque le bandage pneumatique s'use, la hauteur des blocs élémentaires de la sculpture diminue et la raideur de ces blocs élémentaires augmente. L'augmentation de raideur des blocs élémentaires de sculpture entraîne une diminution de certaines performances du bandage pneumatique, telle l'adhérence sur sol mouillé. De plus, les capacités d'évacuation d'eau diminuent fortement lorsque la profondeur des canaux des sculptures diminue.

Il est donc souhaitable de pouvoir suivre l'évolution de l'usure de la bande de roulement d'un bandage pneumatique.

En outre, la flèche d'un pneumatique est définie par la déformation radiale du pneumatique, ou variation de la hauteur radiale, lorsque celui-ci passe d'un état non chargé à un état chargé en statique, dans des conditions de charge et de pression nominales. Cette flèche est appelée flèche statique. La flèche mesurée lors de variations de la charge nominale est appelée flèche dynamique. La mesure de flèche définie dans la présente invention concerne la flèche dynamique.

La mesure de flèche est une grandeur communément utilisée pour estimer la sévérité des conditions de fonctionnement d'un pneumatique du point de vue de l'endurance de la carcasse. Elle permet également de déterminer la pression et/ou la charge d'un pneumatique. Il est utile de connaître ces mesures, notamment pour des gestionnaires de flotte de véhicule ou les professionnels du transport. En effet, dans ces activités, où la notion de coût est très importante, il est utile de vérifier les bonnes conditions d'utilisation des pneumatiques, notamment pour permettre de multiples rechapages d'un pneumatique. En effet, un fonctionnement du pneumatique avec un affaissement trop important peut conduire à une fatigue prématurée des câbles constituant la carcasse du pneumatique, et ainsi empêcher l'utilisation de cette carcasse pour de futurs rechapages. De cette façon, le remplacement de la carcasse intervient plus tardivement, ce qui conduit à une diminution du prix de revient des pneumatiques au kilomètre.

Ainsi, il apparaît utile, dans le cadre de la gestion et de l'entretien de flottes de pneumatiques, de pouvoir déterminer ces paramètres de manière pratique et rapide.

Technique antérieure

On connaît ainsi, de la demande WO2016/096662, un système d'évaluation de l'état d'un pneumatique comportant un boîtier posé ou intégré dans un sol de roulage, et permettant de déterminer des paramètres tel que l'usure ou encore la longueur d'aire de contact, d'un pneumatique lors de son roulage sur le boîtier. Pour ce faire, ce boîtier met en œuvre des capteurs, par exemple des capteurs à effet Hall, intégré dans le boîtier.

Toutefois, on a constaté un ensemble d'inconvénients lors de l'utilisation de boîtiers de ce type. Ainsi, les systèmes existants effectuent la détermination de paramètres d'état du pneumatique en utilisant des informations de contexte elles aussi déterminées par le système lui-même. Or, il s'avère que certains paramètres, tel que la vitesse du pneumatique lors de son passage sur le boîtier, ne peuvent pas être déterminés avec une précision suffisante pour garantir une détermination correcte des paramètres d'état du pneumatique.

En outre, les systèmes existants se basent sur l'analyse de la sortie des capteurs à effet Hall. La figure 1 montre la réponse temporelle d'un tel capteur lors du passage d'un véhicule sur le boîtier. Dans cet exemple, la longueur d'aide de contact du pneumatique est déterminée en mesurant l'intersection de la droite avec la courbe de réponse du capteur. Or, comme visible sur la figure, la courbe présente un bruit important. Il n'est donc pas possible de positionner la droite au point le plus bas de la courbe ; les utilisateurs du boîtier sont donc obligés de déterminer une hauteur pour la droite, et cette détermination est parfois quelque peu instable, puisqu'une petite variation sur les paramètres initiaux peut créer un gros écart sur le résultat en sortie en conduisant à une détermination de longueur d'aire de contact faussée.

Enfin, on a constaté que la puissance de calcul des processeurs intégrés dans les boîtiers de l'état de la technique limitait le nombre d'opérations qui pouvaient être effectuées dans un temps donnée. En outre, la taille limitée de la mémoire associée ne permet pas de stocker l'ensemble des données pour pouvoir les réutiliser par la suite.

L'invention vise donc à proposer un système et un procédé permettant de remédier à ces inconvénients.

Résumé de l'invention

Ainsi, l'invention concerne un système d'évaluation de l'état d'un pneumatique installé sur un véhicule, comprenant un boîtier avec une face d'application destinée à être en contact avec la surface du pneumatique, et un serveur distant, le boîtier comprenant :

— un capteur placé dans le boîtier, capable d'évaluer l'évolution du rayon de courbure du pneumatique,

— des moyens de transmission des données temporelles brutes et/ou corrigées issues du capteur vers le serveur distant, le système comprenant en outre sur le serveur distant : — des moyens de réception d'informations de contexte du véhicule provenant de sources externes,

— des moyens de calcul d'un paramètre d'état du pneumatique en fonction des données temporelles brutes et/ou corrigées et des informations de contexte.

Dans un exemple, le capteur est un capteur de type à effet Hall, qui permet de mesurer la distance qui sépare ledit capteur des armatures métalliques constituant le pneumatique. Ainsi, les mesures effectuées lors du passage du pneu permettent, par comparaison, de déterminer l'évolution du rayon de courbure. D'autres technologies peuvent être utilisées, comme des moyens de mesure de distance optique tels que des profilomètre laser, de la photométrie ou de la projection de franges lumineuses.

Dans un mode de réalisation avantageux, le paramètre d'état du pneumatique est compris dans le groupe comprenant un profil d'usure, une mesure de flèche, une longueur d'aire de contact, une pression et une charge.

Dans un autre mode de réalisation avantageux, les informations de contexte du véhicule sont comprises dans le groupe comprenant : la vitesse d'un ou plusieurs pneumatiques, la dérive thermique du ou des capteurs.

Ces informations sont obtenues à partir de sources externes qui n'appartiennent pas au système objet de l'invention. Plusieurs types de sources externes peuvent être considérés. Ainsi, dans un premier exemple, les informations sont obtenues à partir d'une base de données qui comprenant, pour chaque type de pneu, des données concernant la dérive thermique du capteur. La dérive thermique se rencontre par exemple lorsque le capteur effectue une mesure très peu de temps après avoir été activé, ce qui est le cas dans un système selon l'invention où les capteurs sont arrêtés entre deux mesures pour économiser de l'énergie. Dans un autre exemple, l'information de vitesse peut être obtenue par tout moyen de détermination de vitesse : le système GPS du véhicule, un radar externe ... Dans un autre exemple encore, les informations de contexte obtenues par le système selon l'invention ne sont pas des informations brutes, mais des informations traitées en amont pour obtenir la meilleure précision possible ; ainsi, au lieu de recevoir la vitesse d'un pneumatique, le système peut recevoir une information de vitesse correspondant à une moyenne des vitesses des différents pneumatiques du véhicule.

Les informations, bien qu'obtenues à partir de sources externes, peuvent être générées à partir de données brutes issues du boîtier. Ainsi, dans l'exemple de la vitesse des pneumatiques : la vitesse individuelle de chaque pneumatique peut être déterminée à partir de la réponse temporelle de différents capteurs inclus dans le boîtier, et ces différentes vitesses peuvent être combinées pour obtenir une information de vitesse consolidée, permettant de renforcer la précision de la détermination ultérieure d'usure et/ou de flèche. Les étapes de combinaison / traitement des informations n'est pas effectuée dans le boîtier mais par les moyens de calcul présents sur le serveur distant. Dans un autre exemple, on peut envisager un ensemble de systèmes qui disposent chacun d'informations de vitesse qui sont transmises à un même serveur distant. Tous ces éléments concourent à diminuer la dépendance de l'usure ou de la flèche déterminée à une erreur de mesure.

Dans un autre mode de réalisation avantageux, le système comprend dans le boîtier, des moyens de correction des données temporelles avant transmission. Ces moyens peuvent être de différentes sortes : des moyens de filtrage pour limiter le bruit issu du capteur Hall, ou encore des moyens de compression ou de sous-échantillonnage pour limiter la quantité d'informations à transmettre.

L'invention concerne également un procédé d'évaluation de l'état d'un pneumatique installé sur un véhicule, mis en œuvre par un système selon l'invention, le procédé comprenant les étapes suivantes :

Lors d'un passage du véhicule sur le boîtier, une étape d'enregistrement des données temporelles issues du capteur,

Une étape de transmission de ces données à un serveur distant, Une étape de réception de données de contexte provenant de sources externes,

Une étape de détermination, en fonction des données temporelles et des données de contexte, un paramètre d'état du pneumatique.

Dans un mode de réalisation avantageux, le paramètre d'état du pneumatique est compris dans le groupe comprenant un niveau d'usure, une mesure de flèche, une longueur d'aire de contact, une pression, et charge. Dans un autre mode de réalisation avantageux, les informations de contexte du véhicule sont comprises dans le groupe comprenant : la vitesse d'un ou plusieurs pneumatiques, la dérive thermique d'un ou plusieurs capteurs.

Dans un autre mode de réalisation avantageux, l'étape de détermination comprend une étape de comparaison des données temporelles avec des abaques prédéterminées.

Ainsi, un système et un procédé permettent de remédier à l'ensemble des inconvénients de l'état de la technique :

La dépendance aux informations de contexte est limitée par l'utilisation d'informations issues de sources externes,

L'instabilité de l'analyse est limitée par l'utilisation d'abaques représentant des modèles complets indépendants du bruit de mesure des capteurs à effet Hall. On pourra également envisager l'utilisation d'autres moyens tels que les systèmes experts, la logique floue, les réseaux de neurones, l'apprentissage profond.

Enfin, la question de la puissance de calcul des processeurs embarqués dans le boîtier ne se pose plus puisque la plupart des calculs sont déportés vers des serveurs distants dont les capacités peuvent être augmentées si besoin, sans limitation due aux contraintes matérielles d'une installation sur un sol de roulage.

Brève description des dessins

D'autres objectifs et avantages de l'invention apparaîtront clairement dans la description qui va suivre d'un mode de réalisation préféré mais non limitatif, illustré par les figures suivantes dans lesquelles :

[Fig 1] la figure 1, déjà décrite, montre la réponse temporelle d'un capteur Hall intégré dans un boîtier de l'état de la technique.

[Fig 2] la figure 2 montre un exemple de boîtier d'un système selon l'invention.

Description détaillée

La figure 2 présente un véhicule 5 dont le pneumatique 8 roule sur un boîtier 6 appartenant à un système d'évaluation selon l'invention. La figure montre un véhicule de tourisme mais un tel système est aussi utilisable pour tout autre véhicule, tel un poids-lourd ou un bus.

La détection de l'état d'usure du pneumatique 8 est faite lorsque le pneumatique roule au-dessus du boîtier 6 sans qu'il soit nécessaire d'arrêter le véhicule ou de démonter le pneumatique du véhicule. De manière avantageuse, le boîtier 6 est intégré dans le sol de roulage. En effet, si le boîtier est en saillie, la flèche dynamique est modifiée lorsque le véhicule monte sur le boîtier, ce qui peut conduire à des erreurs de détermination de la flèche.

Dans ce mode de réalisation, le boîtier se présente sous la forme d'un ralentisseur pour véhicules terrestres réalisé dans un matériau apte à résister au passage de multiples pneumatiques sans se dégrader. Le matériau est, par exemple, un composite à base de résine vinylester, de fibres de verre de renforcement, et d'additifs divers bien connu de l'homme du métier.

Toutefois, l'invention ne se restreint pas à cette forme de réalisation, et le boîtier peut prendre toute autre forme d'objet portatif disposant d'une surface inférieure plane permettant un positionnement sur un sol de roulage. Ainsi, dans une réalisation particulièrement favorable, le sol sur lequel est posé le boîtier est préparé avec un béton adapté et un ragréage fin, permettant d'obtenir une bonne planéité.

Le boîtier comprend une face d'application destinée à être en contact avec la surface du pneumatique et au moins un capteur placé dans le boîtier capable de mesurer la distance qui sépare ledit capteur des armatures métalliques constituant le pneumatique. Dans un exemple non limitatif, le boîtier comprend une pluralité de capteurs, équirépartis sur une ligne transversale. Dans un autre exemple, les capteurs sont disposés en quinconce sur deux lignes.

Chaque capteur comporte par exemple une source de champ magnétique statique ou alternatif et un élément sensible adjacent, la source étant une bobine ou un aimant permanent et l'élément sensible un capteur à effet Hall dont le signal de sortie peut, par exemple, être fonction du niveau du champ d'induction magnétique local. Dans ce cas, l'élément sensible est positionné de telle sorte que l'intensité du champ magnétique varie lorsque la distance d entre les armatures métalliques du pneu et le capteur diminue. La sortie temporelle d'un tel capteur à effet Hall est montrée en figure 1. Dans un procédé et un système selon l'invention, ces données temporelles sont transmises vers un serveur distant sur lequel sont installés des moyens de calcul permettant le traitement de ces données. Dans un exemple de réalisation, les données peuvent être filtrées, compressées ou sous- échantillonnées avant transmission. Dans un autre exemple de réalisation, le jeu de données corrigées est obtenu en effectuant une extraction hiérarchique des caractéristiques du jeu de données brutes.

Le traitement des données est effectué de la manière suivante : — Les moyens de calcul disposent d'abaques représentant l'usure et la flèche en fonction de différents paramètres liés au véhicule, et/ou au type de pneu et/ou aux conditions de roulage. Ces abaques représentent des modèles génériques décrivant la courbure longitudinale et latérale d'un sommet de pneu standard en fonction de la flèche du pneu.

— En fonction des données temporelles reçus du boîtier, les moyens de calcul déterminent l'abaque la plus proche, et en déduisent la flèche et l'usure la plus probable.