Brevet FR2680135A1 — publié le 19930212

La présente invention se rapporte aux systèmes de surveillance des pneumatiques. Plus particulièrement, elle concerne l'exploitation des mesures faites sur les pneumatiques en vue d'apporter une aide aussi complète que possible au conducteur. Le but premier des systèmes de surveillance des pneumatiques est d'alerter le conducteur de toute anomalie pouvant survenir aux pneumatiques, ou à l'un de ces pneumatiques. Pour cela, il est impossible de se contenter d'afficher les valeurs de pression, et de température le cas échéant, relevées dans les pneumatiques. La consultation permanente de ces indications risque d'être fastidieuse, et surtout leur interprétation par le conducteur reste très problématique parce que ces mesures sont influencées par les perturbations diverses comme l'échauffement du pneumatique en roulage, dû à ses pertes hystérétiques. C'est pourquoi un processeur prend en charge l'exploitation globale des signaux, selon un programme de traitement approprié pour donner une alerte au conducteur lorsque l'un de ses pneumatiques, ou plusieurs d'entre eux, ne sont plus dans un état de fonctionnement normal, voire entre dans une zone dangereuse pour la sécurité d'utilisation du véhicule. Le but de la présente invention est de pouvoir non seulement assurer la fonction alerte en cas de défaillance, mais aussi de pouvoir apporter une assistance lorsque l'on regonfle les pneumatiques. L'approche classique de ce problème est de demander au conducteur d'indiquer au système, par une commande appropriée au tableau de bord par exemple, que l'on va procéder au regonflage. Selon l'invention, le procédé d'exploitation des signaux dans un système de surveillance des pneumatiques d'un véhicule, ledit système délivrant une estimation N de la quantité d'air contenue dans chaque pneumatique, le système de surveillance ayant un mode de fonctionnement normal consistant à donner au conducteur du véhicule une alerte lorsque l'un des pneumatiques ne dispose pas de la quantité d'air souhaitable, est caractérisé en ce que, à tout instant t, a) on calcule une valeur filtrée N de N, représentative des F états antérieurs du pneumatique existant avant l'instant t, b) on compare N à NF, c) on détecte que le pneumatique observé est en cours de regonflage si N - N F est plus grand qu'une valeur de seuil déterminée expérimentalement et on bascule automatiquement dans un mode de fonctionnement en assistance au regonflage du pneumatique considéré. Partant de l'observation que, par la cause des fuites ou de la porosité des matériaux, un pneumatique en cours d'utilisation ne peut que perdre de l'air, c'est-à-dire ne peut que voir sa quantité d'air diminuer, il est proposé de construire un système de surveillance capable de basculer automatiquement d'un mode de fonctionnement normal à un mode d'assistance au regonflage lorsque le début d'un regonflage est détecté. Un système de surveillance ainsi élaboré permet non seulement d'apporter au conducteur une assistance lorsqu'il souhaite effectivement regonfler ses pneumatiques, mais il permet aussi de l'alerter lorsque, par exemple lors d'une permutation de pneumatiques sur un véhicule ayant des pressions de gonflage différentes à l'avant et à l'arrière, on oublie de réajuster les pressions. Dans ce cas, sur l'un des essieux au moins, le système va détecter une évolution non naturelle, à savoir un regonflage, et celui qui a effectué l'opération de permutation, ou le conducteur, pourra être averti par le passage automatique en mode d'assistance au regonflage. De même, lorsque l'on place la roue de secours après une crevaison, le système basculera automatiquement en mode d'assistance au regonflage, et en général donnera une alarme de surgonflage puisque la roue de secours doit toujours être gonflée à une pression supérieure à la plus élevée des pressions nominales des pneumatiques de chaque essieu. De préférence, pour estimer la masse d'air dans chaque pneumatique, on tient compte de la mesure de la pression et de la mesure de la température, relevées sensiblement au même moment pour chaque pneumatique. On peut négliger les variations de volume du pneumatique. La description qui suit expose un mode de réalisation de l'invention particulièrement efficace de par le filtre choisi pour calculer NF, et est illustrée par les figures jointes, dans lesquelles La figure 1 est un chronogramme permettant d'illustrer le fonctionnement du filtre, la figure 2 donne l'algorithme de traitement des signaux. Dans la suite de la description, l'estimation N. de la quantité d'air contenue dans chaque pneumatique i est calculée par le rapport de la pression absolue P. exprimée en bars divisée par la température absolue T. exprimée en Kelvin. Pour chaque cycle de mesure, c'est-à-dire pour tout instant t, le rapport s'exprime Connaissant pour chaque pneumatique i la quantité nominale d'air N. nom qu'il doit contenir, en général exprimée par les constructeurs de véhicule en une pression de gonflage établie à froid (dans une ambiance normalisée de 17"C), on peut construire un estimateur sans dimension Il faut construire un filtre permettant de gommer toutes les fluctuations des mesures NRi(t). Ce filtre doit être représentatif de l'historique des quantités d'air de gonflage d'un pneumatique. On va donc calculer, pour chaque pneumatique i, une valeur filtrée NF (ou NRF si l'on utilise des estimateurs sans dimension) qui incarne une représentation de tous les états de gonflage du pneumatique, de préférence depuis le dernier regonflage. Cette valeur filtrée est calculée comme suit NRFi(t) = Fi NRFi (t-l) + K2 NRi (t) avec K1 + K = 1 A la figure 1, les abcisses représentent le temps écoulé exprimé en mois pendant la période P1 s'écoulant entre deux ajustements de la pression de gonflage, puis exprimé en nombre de cycles du système de surveillance pendant la période P2 qui est la phase de regonflage. Les ordonnées représentent l'estimateur de la quantité d'air, valant 1 pour un pneumatique à l'état nominal. La courbe en trait continu représente l'estimateur NR et la courbe en trait discontinu la valeur filtrée NRF de cet estimateur. On voit à la figure 1 que cette valeur filtrée NRFi(t) permet de donner une rampe de pression continûment décroissante, pendant la phase P1, et que cette valeur filtrée ne remonte que très faiblement pendant le début de la phase P2. La détection du regonflage consiste à repérer que la dernière valeur de l'estimateur NRi(t) s'est écartée par excès de la valeur filtrée NRFi (t). On choisit expérimentalement un seuil e. Les expérimentations menées ont montré que les valeurs K1 = 0,98 et K2 = 0,02 donnent d'excellents résultats. La sensibilité du filtre, c'est à dire sa vitesse de réaction à partir du moment où l'on a débuté effectivement un regonflage, dépend du débit d'air insulfé dans le pneumatique. Le filtre proposé est un excellent compromis permettant d'utiliser aussi bien des stations de regonflage à gros débit que des pompes manuelles. K1 peut être choisi entre 0,9 et 0,995 pour donner un poids suffisant aux états antérieurs du pneumatique tout en diminuant les fluctuations transitoires. Il convient de diminuer le poids K1 d'autant plus que le débit de la pompe de regonflage est élevé. En associant la valeur filtrée NRF à un seuil de détection e = 5 %, de préférence, on choisira K1 entre 0,97 et 0.985 En assistance au regonflage, on ne peut pas se contenter de réutiliser la même fourchette de surveillance de la quantité d'air que celle utilisée par le même système lorsqu'il travaille en mode normal. Il faut regonfler en respectant une tolérance étroite (par exemple + 1,3 %) encadrant finement la valeur nominale, laquelle tient éventuellement compte des conditions d'utilisation du véhicule (capteur de charge éventuel par exemple), alors que en mode normal effectuant la surveillance proprement dite, on va tolérer une plus grande perte d'air (par exemple - 12 %). L'assitance au regonflage proposée consiste à fournir une première alarme tant que la quantité d'air mesurée N. (t) est inférieure à un seuil minimal N. min' et à fournir une seconde alarme distincte de la première lorsque la quantité d'air mesurée Ni(t) est supérieure à un seuil maximal N. N. (t). L'opérateur étant à l'extérieur du véhicule, la première alarme active un bruiteur de façon continue, et la seconde alarme active le même bruiteur de façon discontinue. L'opérateur sait qu'il doit regonfler tant que le bruiteur ne s'est pas éteint, et au plus jusqu'à ce que le bruiteur fonctionne de façon discontinue. On vient d'expliquer comment le système est capable de basculer automatiquement en mode assitance au gonflage pour un pneumatique donné. Cela est symbolisé par la condition M. = Assis. sur l'organigramme de la figure 2. Il faut maintenant établir les conditions à remplir pour que le système quitte automatiquement ce mode assitance pour le pneumatique i. On propose de vérifier les trois conditions suviantes 1) basculement en mode assitance pour un autre pneumatique j : M. = assist. 3 2) période de temps longue en mode assitance sans apport d'air sur le même pneumatique : oMi = Assistance > o; 3) démarrage du véhicule : par exemple solliciation du démarreur ou mieux encore, information obtenue d'un capteur de vitesse. Lorsque l'une au moins de ces conditions est remplie, le système bascule sur le mode normal pour le pneumatique i, ce qui est illustré par le basculement en mode M. = Normal sur la figure 2. Après basculement en mode assistance au regonflage, NRF n'est plus calculé, et donc ne change plus de niveau sur la courbe en trait interrompu à la figure 1. La période P3 correspond au basculement vers le mode normal pour le pneumatique considéré. La nouvelle valeur de référence pour le pneumatique i est mémorisé (Mémorisation de N. nom) et le filtre NRFi est réinitialisé en effaçant l'historique. Le filtre prend conventionnellement la valeur 1 (RAZ de NRFi). Dans la mesure où le système de surveillance lui-même consomme de l'énergie électrique, il sera en général prévu qu'il soit automatiquement coupé lorsque le moteur ne fonctionne pas. Si l'on incorpore au système un mode assistance au regonflage comme proposé par la présente invention, il faut alors que le système puisse fonctionner lorsque la clé de contact du véhicule est sur une autre position que la position contact coupé. De préférence, il faut stocker les données relatives à l'historique des pneumatiques en mémoire non volatile. REVENDICATIONS 1. Procédé d'exploitation des signaux dans un système de surveillance des pneumatiques d'un véhicule, ledit système délivrant une estimation N de la quantité d'air contenue dans chaque pneumatique, le système de surveillance ayant un mode de fonctionnement normal consistant à donner au conducteur du véhicule une alerte lorsque l'un des pneumatiques ne dispose pas de la quantité d'air souhaitable, à tout instant t, a) on calcule une valeur filtrée N F de N, représentative des états antérieurs du pneumatique existant avant l'instant t, b) on compare N à NF, c) on détecte que le pneumatique observé est en cours de regonflage si N - N F est plus grand qu'une valeur du seuil déterminée expérimentalement et on bascule automatiquement dans un mode de fonctionnement en assistance au regonflage du pneumatique considéré. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système effectue une mesure de la pression et de la température relevée sensiblement au même moment pour chaque pneumatique. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'estimation N de la quantité d'air est calculée par le rapport de la pression absolue divisée par la température absolue relevées pour le pneumatique considéré. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'estimation N de la quantité d'air est exprimée en pourcentage par rapport à la quantité d'air nominale pour le pneumatique considéré. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur filtrée est calculée comme suit NF(t) K1 NF(t-l) + K2 N(t) avec K1 + K2 = 1 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que 0,90 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que 0,97 # K1 e 0,985 et en ce que la valeur du seuil correspond à une évolution de N de plus de 5 % entre les instants t-l F et t. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'assistance au regonflage consiste à fournir une première alarme tant que la quantité d'air mesurée N(t) est inférieure à un seuil minimal N. mins et à fournir une seconde alarme distincte de la première lorsque la quantité d'air mesurée Ni(t) est supérieure à un seuil maximal Ni max 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que on quitte le mode d'assistance au regonflage d'un pneumatique lorsque le regonflage d'un autre pneumatique est détecté, ou lorsque le temps de fonctionnement en mode d'assistance au regonflage pour un pneumatique déterminé a dépassé une période préétablie, ou lorsque d'autres conditions prédéterminées sont remplies.