La présente invention concerne un procédé de mesure de l'usure d'une enveloppe de pneumatique équipant un véhicule automobile, en roulage ou à l'arrt de celui-ci, un dispositif de suspension destiné à équiper un tel véhicule pour la mise en oeuvre de ce procédé, et un véhicule comportant ce dispositif de suspension.

Il est connu de pourvoir de détecteurs d'usure les sculptures de bande de roulement des enveloppes de pneumatique équipant un véhicule automobile, afin de mesurer l'usure de ces enveloppes en roulage.

Le document de brevet allemand DE-A-197 45 734 divulgue (voir Figs. 2 et 3) un pneumatique dont la bande de roulement comporte dans sa masse une pluralité de fils métalliques qui forment des boucles électriquement conductrices s'étendant respectivement à des hauteurs différentes à l'intérieur d'une barette de sculpture de cette bande de roulement et qui sont reliés à un circuit de détection en dessous de ladite barette. Lors du roulage d'un véhicule équipé de ce pneumatique, ces boucles sont coupées l'une après l'autre pour former des interrupteurs ouverts, et le circuit de détection délivre un signal représentatif de ces coupures à une unité d'évaluation présente dans le véhicule.

Un inconvénient majeur de ce détecteur d'usure réside dans la complexité de fabrication de l'enveloppe qui l'incorpore dans sa masse, ainsi que dans les altérations possibles des composants de ce détecteur du fait des contraintes mécaniques et de l'échauffement qui sont inhérents au roulage de l'enveloppe.

Un but de la présente invention est de proposer un procédé de mesure de l'usure d'une enveloppe de pneumatique qui comporte une bande de roulement comportant des éléments de sculpture reliés entre eux par des sillons et qui est montée sur une roue équipant un véhicule automobile, lequel comporte un châssis et un dispositif de suspension assurant une liaison flexible entre ledit châssis et ladite roue, qui remédie à cet inconvénient et permette de mesurer l'usure à tout moment, que ce soit en continu lors du roulage du véhicule ou bien à l'arrt.

A cet effet, le procédé de mesure de l'usure selon l'invention est tel qu'il consiste, en roulage ou à l'arrt dudit véhicule : i) à effectuer à un instant donné une mesure d'une valeur représentative de la distance entre, d'une part, un premier point solidaire dudit dispositif de suspension qui fait face à ladite enveloppe et qui occupe une position ou une pluralité de positions telles que la projection orthogonale dudit premier point sur le plan circonférentiel médian de ladite enveloppe reste à égale distance de celle de l'axe de ladite roue sur ledit plan, ou un second point solidaire dudit châssis qui fait face à ladite enveloppe, et, d'autre part, le sommet de l'un au moins desdits éléments de sculpture en regard dudit premier ou second point, ii) soit, dans un premier cas, à effectuer audit instant donné une mesure d'une valeur de référence représentative d'une distance mesurée entre ledit premier ou second point et le fond de l'un desdits sillons en regard dudit premier ou second point, soit, dans un second cas, à effectuer ultérieurement une mesure d'une autre valeur de référence représentative d'une distance mesurée entre ledit premier point et l'un desdits sommets, et iii) à comparer la valeur mesurée au paragraphe i) à la valeur de référence mesurée au paragraphe ii) pour en déduire, dans ledit premier cas, une information d'usure représentative de la hauteur dudit élément de sculpture par mesure différentielle audit instant, et, dans ledit second cas, une information d'usure représentative de l'évolution de l'usure du sommet dudit élément dans un intervalle de temps donné.

Selon un premier mode de réalisation de l'invention, ledit procédé consiste : i) à effectuer à un instant donné la mesure d'une valeur représentative de la distance entre ledit premier point solidaire dudit dispositif de suspension et le sommet de l'un au moins desdits éléments de sculpture en regard dudit premier point, ii) soit, dans un premier cas, à effectuer audit instant donné la mesure d'une valeur de référence représentative d'une distance mesurée entre ledit premier point et le fond de l'un desdits sillons en regard dudit premier point, soit, dans un second cas, à effectuer ultérieurement la mesure d'une autre valeur de référence représentative d'une distance mesurée entre ledit premier point et l'un desdits sommets, et iii) à comparer la valeur mesurée au paragraphe i) à la valeur de référence mesurée au paragraphe ii) pour en déduire, dans ledit premier cas, l'information d'usure représentative de

la hauteur dudit élément de sculpture par mesure différentielle audit instant, et, dans ledit second cas, l'information d'usure représentative de l'évolution de l'usure du sommet dudit élément dans un intervalle de temps donné.

Selon un second mode de réalisation de l'invention, ledit procédé consiste : i) à effectuer à un instant donné la mesure d'une valeur représentative de la distance entre ledit second point solidaire dudit châssis et le sommet de l'un au moins desdits éléments de sculpture en regard dudit second point, ii) à effectuer audit instant donné la mesure d'une valeur de référence représentative d'une distance mesurée entre ledit second point et le fond de l'un desdits sillons en regard dudit second point, et iii) à comparer la valeur mesurée au paragraphe i) à la valeur de référence mesurée au paragraphe ii) pour en déduire l'information d'usure représentative de la hauteur dudit élément de sculpture par mesure différentielle audit instant.

Selon un autre aspect de l'invention, ledit procédé consiste : i) à effectuer à un instant donné une mesure d'une valeur représentative de la distance entre, d'une part, ledit premier point solidaire dudit dispositif de suspension ou ledit second point solidaire dudit châssis et, d'autre part, le sommet de l'un au moins desdits éléments de sculpture en regard dudit premier ou second point, ii) à effectuer audit instant doriné une mesure de la valeur de référence représentative d'une distance mesurée entre ledit premier ou second point et le fond de l'un desdits sillons en regard dudit premier ou second point, et iii) à comparer la valeur mesurée au paragraphe i) à la valeur de référence mesurée au paragraphe ii) pour en déduire l'information d'usure représentative de la hauteur dudit élément de sculpture par mesure différentielle audit instant.

Selon cet aspect de l'invention, ledit procédé consiste par exemple, à un ou à chaque instant, à : - émettre à partir dudit premier ou second point un faisceau incident d'ondes acoustiques ou électromagnétiques (telles que des ultrasons ou des ondes lumineuses, respectivement) en direction de l'un au moins desdits sillons en regard et de l'un au moins desdits sommets qui lui est adjacent, - à réceptionner sous forme de signaux, respectivement, d'une part, un premier faisceau d'ondes réfléchies par ledit sommet en provenance dudit faisceau incident et, d'autre part, un second faisceau d'ondes réfléchies par ledit fond de sillon en provenance dudit faisceau incident, à déduire du décalage entre lesdits signaux le temps de retard du signal correspondant audit second faisceau par rapport au signal correspondant audit premier faisceau, et à en déduire la distance entre ledit sommet et ledit fond de sillon représentant la hauteur dudit ou desdits éléments de sculpture audit ou à chaque instant.

Egalement selon cet aspect de l'invention, ledit procédé consiste avantageusement à utiliser pour lesdites ondes des ondes acoustiques, telles que des ultrasons.

Egalement selon cet aspect de l'invention, ledit procédé consiste : - à effectuer, d'une manière continue sur au moins une révolution de ladite enveloppe lors du roulage dudit véhicule, d'une part, n mesures (n > 1) représentatives des distances entre ledit premier ou second point et les sommets respectifs de plusieurs desdits éléments en regard et, d'autre part, n mesures de référence représentatives des distances entre ledit premier ou second point et le fond des sillons adjacents auxdits éléments, - à effectuer n comparaisons entre ces mesures pour en déduire, par des mesures différentielles, n informations instantanées d'usure représentatives de la hauteur desdits éléments de sculpture, et - à réaliser une moyenne de ces n informations instantanées d'usure pour en déduire une information relative à l'usure moyenne en roulage de ladite enveloppe sur toute sa circonférence.

Selon un exemple de réalisation dudit premier mode selon l'invention, ledit procédé consiste en outre à déplacer ledit premier point solidaire dudit dispositif de suspension selon une direction perpendiculaire audit plan circonférentiel médian de l'enveloppe, pour mesurer l'usure d'une pluralité d'éléments de sculpture dans la direction axiale de ladite enveloppe.

Selon une autre caractéristique dudit premier mode selon l'invention, ledit premier point est solidaire d'un bras de suspension dudit dispositif de suspension.

Selon une autre caractéristique dudit premier mode selon l'invention, ledit premier point est solidaire d'une butée sur laquelle prend appui un ressort amortisseur dudit bras de suspension.

Selon un exemple de réalisation commun auxdits premier ou second modes selon l'invention, ledit procédé consiste à mesurer lesdites valeurs représentatives de distances par l'intermédiaire d'une jauge d'usure, telle qu'une pige, qui est montée sur ledit premier ou second point, en commandant un déplacement de ladite jauge qui est tel qu'elle entre en contact avec l'un desdits sommets et/ou avec ledit fond, et en ce qu'il consiste alors à mesurer le déplacement de ladite jauge et à comparer ledit déplacement à un déplacement de référence, pour en déduire une information d'usure dudit ou desdits éléments de sculpture.

On notera que l'on pourrait également utiliser des jauges d'usure autres que des piges, par exemple des « peignes » dont la face destinée à entrer en contact avec la bande de roulement présenterait un profil épousant sensiblement celui de cette dernière.

Un autre but de la présente invention est de proposer des dispositifs de suspension pour la mise en oeuvre de ce procédé de mesure de l'usure selon l'invention, chacun de ces dispositifs de suspension étant destiné à équiper un véhicule automobile comportant un châssis et des roues pourvues chacune d'une enveloppe de pneumatique, laquelle comporte une bande de roulement comportant des éléments de sculpture, ledit dispositif de suspension étant destiné à assurer une liaison flexible entre ledit châssis et lesdites roues, qui permettent de remédier aux inconvénients précités lorsqu'ils équipent des véhicules automobiles.

A cet effet, un dispositif de suspension selon un premier exemple de réalisation de l'invention est tel qu'il est pourvu d'une unité de mesure de l'usure comportant une jauge d'usure, telle qu'une pige, ladite jauge étant montée sur une butée fixe dudit bras de suspension sur laquelle prend appui un ressort amortisseur, de manière que ladite jauge puisse entrer en contact avec le sommet et/ou le fond de sillon relatifs à l'un au moins desdits éléments de sculpture, sous la commande de moyens de commande également montés sur ledit dispositif de suspension, ladite unité de mesure de l'usure comportant en outre des moyens pour mesurer le déplacement de ladite jauge et comparer ledit déplacement à un déplacement de référence, et pour en déduire une information d'usure dudit ou desdits éléments de sculpture.

A titre de moyens de commande, sont utilisables tous moyens de type électrique, pneumatique, électro-pneumatique ou électromagnétique, notamment, tels que des vérins.

Un dispositif de suspension selon un second exemple de réalisation de l'invention est tel qu'il est pourvu d'une unité de mesure de l'usure comportant un capteur d'ondes acoustiques ou électromagnétiques, telles que des ultrasons ou des ondes lumineuses, respectivement, ledit capteur étant monté sur une butée fixe dudit bras de suspension sur laquelle prend appui un ressort amortisseur et étant prévu pour émettre à un ou chaque instant un faisceau incident desdites ondes en direction de l'un au moins desdits sillons en regard et de l'un au moins desdits sommets qui lui est adjacent, ladite unité comportant en outre des moyens : - pour réceptionner sous forme de signaux, respectivement, d'une part, un premier faisceau d'ondes réfléchies par ledit sommet en provenance dudit faisceau incident et, d'autre part, un second faisceau d'ondes réfléchies par ledit fond de sillon en provenance dudit faisceau incident, - pour déduire du décalage entre lesdits signaux le temps de retard du signal correspondant audit second faisceau par rapport au signal correspondant audit premier faisceau, et - pour en déduire la distance entre ledit sommet et ledit fond de sillon représentant la hauteur du ou des éléments de sculpture audit ou à chaque instant.

Un véhicule automobile selon l'invention comporte un châssis, des roues et un dispositif de suspension assurant une liaison flexible entre ledit châssis et lesdites roues, une enveloppe de pneumatique dont la bande de roulement comporte des éléments de sculpture reliés entre eux par des sillons étant montée sur chacune desdites roues.

Selon un exemple de réalisation de l'invention, ce véhicule est tel ledit dispositif de suspension présente les caractéristiques définies précédemment, et ledit véhicule comporte en outre une unité centrale destinée à recevoir lesdites informations d'usure de l'une au moins desdites enveloppes en provenance dudit dispositif de suspension et adaptée pour informer à chaque instant le conducteur du véhicule de l'usure de ladite enveloppe.

Selon un autre exemple de réalisation de l'invention, ce véhicule est tel que ledit châssis est pourvu d'une unité de mesure de l'usure comportant un capteur d'ondes acoustiques ou électromagnétiques, telles que des ultrasons ou des ondes lumineuses, respectivement, ledit capteur étant monté en regard de ladite enveloppe sur un longeron dudit châssis ou sur une paroi de ce dernier correspondant à la zone de passage de roue et étant prévu pour émettre à un ou chaque instant un faisceau incident desdites ondes en direction de l'un au moins des sillons en regard et de l'un au moins des sommets qui lui est adjacent, ladite unité comportant en outre des moyens : - pour réceptionner sous forme de signaux, respectivement, d'une part, un premier faisceau d'ondes réfléchies par ledit sommet en provenance dudit faisceau incident et, d'autre part, un second faisceau d'ondes réfléchies par ledit fond de sillon en provenance dudit faisceau incident, - pour déduire du décalage entre lesdits signaux le temps de retard du signal correspondant audit second faisceau par rapport au signal correspondant audit premier faisceau, et - pour en déduire la distance entre ledit sommet et ledit fond de sillon représentant la hauteur dudit ou desdits éléments de sculpture audit ou à chaque instant, et ledit véhicule comporte également une unité centrale destinée à recevoir lesdites informations d'usure de l'une au moins desdites enveloppes en provenance de ladite unité de mesure et adaptée pour informer à chaque instant le conducteur du véhicule de l'usure de ladite enveloppe.

On notera que le montage de ce capteur d'ondes sur un longeron dudit châssis ou sur une paroi de ce dernier correspondant à la zone de passage de roue (par exemple sur le garde- boue du véhicule qui est adjacent à l'enveloppe), est tel que ledit capteur oscille au cours du roulage du véhicule pratiquement dans une seule direction correspondant aux mouvements imprimés par le dispositif de suspension pour la reprise de la charge. Ces oscillations du capteur sont donc sans effet sur les mesures différentielles précitées qui sont réalisées à un instant donné entre le fond d'un sillon et le sommet d'un élément de sculpture adjacent.

Avantageusement, le véhicule selon l'invention est tel que l'une au moins des enveloppes qu'il comporte a tout ou partie de ses sommets d'éléments de sculpture et/ou de ses sillons en forme de surfaces concaves, telles que des paraboloïdes de révolution.

On notera que cette géométrie particulière pour les sommets et/ou les sillons d'enveloppe permet d'optimiser la réflexion par ceux-ci des ondes électromagnétiques ou acoustiques émises par l'unité de mesure selon ledit second mode de réalisation précité et, pat conséquent, la précision des résultats obtenus.

Les caractéristiques précitées de la présente invention, ainsi que d'autres, seront mieux comprises à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation de l'invention, donné à titre illustratif et non limitatif, ladite description étant réalisée en relation avec les dessins joints, dans lesquels : la Fig. 1 est une vue de face, schématique et partielle, illustrant la structure d'un dispositif de suspension pourvu d'une unité selon l'invention pour mesurer l'usure d'une enveloppe de pneumatique, la Fig. 2 est une vue localement agrandie de la Fig. 1 illustrant la mesure de l'usure par une unité de mesure selon un premier exemple de réalisation de l'invention, dans le cas où la bande de roulement de l'enveloppe est telle que ses éléments de sculpture ne sont pas usés, la Fig. 3 est une vue localement agrandie de la Fig. 1 illustrant la mesure de l'usure par l'unité de la Fig. 2, dans le cas où la bande de roulement de l'enveloppe est telle que ses éléments de sculpture sont usés, et

la Fig. 4 est une vue schématique illustrant les étapes d'un procédé selon l'invention de mesure de l'usure de cette enveloppe, mis en oeuvre via une unité de mesure selon un second exemple de réalisation de l'invention.

On a représenté à la Fig. 1 un dispositif de suspension 1, destiné à assurer une liaison flexible entre un châssis d'un véhicule automobile (non représenté) et chaque roue dudit véhicule, sur laquelle est montée une enveloppe de pneumatique 2 (la roue correspondante n'est pas visible à la Fig. 1). Est également représenté partiellement à la Fig. 1 un essieu 3 sur lequel est montée ladite roue par l'intermédiaire d'une fusée 4.

Le dispositif de suspension 1 comporte essentiellement un bras de suspension 5 pourvu d'un ressort amortisseur 6 dont le siège prend appui sur une coupelle d'amortisseur 7 formant une butée fixe pour ledit ressort 6 (la butée de choc de ce ressort adjacente au châssis n'est pas représentée).

Selon l'invention, ce dispositif 1 est pourvu d'une unité 8 pour mesurer en continu, lors du roulage, l'usure de l'enveloppe 2. La structure et le fonctionnement de deux exemples de réalisation de cette unité de mesure 8 sont détaillés aux Figs. 2 à 4.

A la Fig. 2 est représentée schématiquement la partie de la bande de roulement 9 de l'enveloppe 2 qui se trouve en regard de l'unité de mesure 8 selon une premier exemple de réalisation de l'invention, lors du roulage de l'enveloppe 2 sur un sol de roulage, et qui se trouve par conséquent à l'opposé dudit sol (non représenté). On peut voir que cette bande de roulement 9 comporte des éléments de sculpture 10 à l'état neuf présentant des sommets 11 reliés entre eux par des sillons 12.

Cette unité de mesure 8 comporte une jauge d'usure 13, telle qu'une pige dans l'exemple de la Fig. 2. Cette jauge 13 est montée solidaire de la coupelle d'amortisseur 7, et elle est adaptée pour pouvoir entrer en contact avec le sommet 11 d'un élément de sculpture 10 se trouvant en regard lors de la rotation de l'enveloppe 2, sous la commande de moyens de commande (non représentés) qui sont également montés sur le bras de suspension 5 et qui sont par exemple constitués de vérins. De plus, des moyens (non représentés) peuvent tre prévus pour commander le déplacement de la jauge 13 dans le sens axial de l'enveloppe 2, comme cela est indiqué par la double flèche A à la Fig. 1, de sorte à permettre de mesurer l'usure en des emplacements variables sur toute la largeur de la bande de roulement 9.

L'unité de mesure 8 comporte également des moyens (non représentés) pour mesurer le déplacement de la jauge 13 et comparer ce déplacement à un déplacement de référence, et pour en déduire une information d'usure de l'élément de sculpture 10.

Cette unité de mesure 8 comporte en outre des moyens pour communiquer les informations d'usure du ou des éléments de sculpture 10 à une unité centrale (non représentée) prévue dans l'habitacle du véhicule.

L'unité de mesure 8 de la Fig. 2 peut par exemple fonctionner de la manière suivante.

Afin de connaître en cours de roulage le degré d'usure d'une enveloppe 2 équipant son véhicule, le conducteur de ce véhicule actionne les moyens de commande pour qu'ils commandent le déplacement de la jauge d'usure 13 en direction d'un sommet 11 d'élément de sculpture 10 de cette enveloppe 2.

L'unité 8 mesure le déplacement relatif de la jauge 13 (voir Fig. 3) qui est induit par l'usure de l'élément de sculpture 10 avec lequel elle est entrée en contact, par rapport à une position de référence représentée à la Fig. 2 (les éléments de sculpture 10 n'étant pas usés).

On notera que ce déplacement relatif peut également correspondre à une mesure différentielle entre une position de la jauge 13 en contact avec le fond d'un sillon 12 (position de référence de la jauge 13) et une position de la jauge 13 en contact avec le sommet 11 de l'élément 10 (position de mesure).

L'unité de mesure 8 communique ensuite à l'unité centrale du véhicule, qui peut tre interrogée par le conducteur, l'information d'usure correspondant à ce déplacement relatif.

A la Fig. 4 est représentée schématiquement la partie de la bande de roulement 9 de l'enveloppe 2 qui se trouve en regard de l'unité de mesure 8 selon un second exemple de réalisation de l'invention, lors du roulage de l'enveloppe 2 sur un sol de roulage.

Comme on peut le voir à la Fig. 4, cette unité de mesure 8 comporte un capteur 14 prévu pour émettre à chaque instant des ultrasons sous la forme d'un faisceau incident Fi à la fois en direction de l'un au moins des sillons 12 en regard et de l'un au moins des sommets 11 qui est adjacent à ce sillon 12.

Ce capteur 14 est pourvu de moyens (non représentés) pour réceptionner sous forme de signaux S1 et Sr2 respectivement, d'une part, un premier faisceau d'ultrasons Frl réfléchis par

le sommet 11 en provenance du faisceau incident Fi et, d'autre part, un second faisceau d'ultrasons Fr2 réfléchis ultérieurement par le fond du sillon 12 en provenance du mme faisceau incident Fi, pour déduire du décalage entre ces signaux Srl et Sr2 le temps de retard At du signal Sr2 par rapport au signal S, et pour déduire de ce temps de retard At la distance entre le sommet 11 et le fond du sillon 12, c'est-à-dire la profondeur P ou hauteur de l'élément de sculpture 10 à chaque instant (voir les graphiques de la Fig. 4, avec également le signal émis Si correspondant au faisceau incident Fi).

L'unité de mesure 8 de la Fig. 4 peut par exemple fonctionner de la manière suivante.

Afin de connaître en cours de roulage le degré d'usure d'une enveloppe 2 équipant son véhicule, le conducteur de ce véhicule actionne l'unité de mesure 8 pour que le capteur à ultrasons 14 émette le faisceau d'ultrasons Fi en direction d'une zone prédéterminée de la bande de roulement 9 comprenant le sommet 11 et le sillon 12 précités. L'unité de mesure 8 procède à l'analyse des signaux réfléchis Srl et Sr2 et au calcul du temps de retard At, et communique à tout moment à l'unité centrale du véhicule les informations de profondeur P d'élément (s) de sculpture 10.

On notera qu'il est possible de procéder à des moyennes dans le temps (par exemple sur un tour de roue) des profondeurs P d'usure qui ont été mesurées pour plusieurs éléments de sculpture 10 analysés par l'unité 8 au cours de la rotation de l'enveloppe 2. Pour que ces mesures soient représentatives du degré moyen de l'usure de l'enveloppe 2 sur toute sa circonférence, le conducteur peut avantageusement réduire la vitesse du véhicule.

On notera également qu'il est possible de régler préalablement à chaque mesure d'usure la position du capteur à ultrasons 15 par rapport à la direction axiale de l'enveloppe de pneumatique (voir la double flèche A de la Fig. 1), de telle sorte que le faisceau incident Fi émis par ce dernier soit réfléchi par une zone donnée dont le degré d'usure est à évaluer sur la largeur de la bande de roulement 9.