Brevet FR2834338A1 — publié le 20030704

PROCÉDÉ ET DISPOSITIF DE DIAGNOSTIC D'AMORTISSEURS DE VÉHICULE La présente invention concerne un dispositif embarqué et un procédé de diagnostic d'amortisseurs d'un véhicule, par exemple d'un véhicule automobile. De façon habituelle, l'état des amortisseurs est évalué au quotidien par le conducteur du véhicule, grâce à son ressenti de la route. Ce n'est que lors de contrôles de maintenance effectués à l'arrêt, dans un garage ou dans un centre de contrôle spécialisé, que l'état réel des amortisseurs peut être évalué, en particulier par l'usage de machines spécifiques. Un amortisseur subit un vieillissement pouvant être très variable en fonction de l'utilisation du véhicule. En effet, selon, par exemple, l'état des routes utilisées, le type de conduite, et la charge du véhicule, le vieillissement d'un amortisseur peut être plus ou moins rapide. Le comportement d'un amortisseur peut être caractérisé par une courbe représentant la force exercée pour déplacer le piston de l'amortisseur en fonction de la vitesse de déplacement du piston. La figure 1 représente des exemples de courbes caractéristiques d'un amortisseur de véhicule automobile représentant la force (F) exercée sur le piston de l'amortisseur en fonction de la vitesse de déplacement (V) du piston. La courbe Cl représente un exemple de courbe caractéristique d'un amortisseur en bon état de fonctionnement. De façon habituelle, lors du vieillissement de l'amortisseur, les propriétés de celui-ci se dégradent. La courbe C2 représente un exemple de courbe caractéristique de l'amortisseur présentant des propriétés dégradées mais qui peut toujours être utilisé sur un véhicule sans compromettre la sécurité de ses occupants. Avec le vieillissement de l'amortisseur, sa courbe caractéristique se modifie encore davantage pour atteindre une courbe caractéristique dite limite correspondant à un amortisseur dont le remplacement est nécessaire. La courbe C3 représente un exemple de courbe caractéristique limite d'un amortisseur ayant des propriétés dégradées pouvant présenter un danger pour la conduite du véhicule. Lorsqu'un contrôle montre que la courbe caractéristique d'un amortisseur est proche de la courbe caractéristique limite C3, le remplacement de cet amortisseur est souhaitable. De façon générale, la courbe caractéristique d'un amortisseur évolue lentement depuis la courbe caractéristique Cl vers la courbe caractéristique limite C3. Si des contrôles sont réalisés régulièrement, il est alors possible de repérer une dégradation des propriétés de l'amortisseur avant que sa courbe n'atteigne la courbe caractéristique limite. Toutefois, une telle régularité de contrôle n'est généralement pas effectuée par le conducteur du véhicule qui n'envisage une vérification de l'état des amortisseurs que lorsque son ressenti de la route s'est dégradé, ce qui correspond le plus souvent à un ou plusieurs amortisseurs dont les propriétés sont déjà fortement dégradées et qui peuvent présenter un danger pour la sécurité des occupants du véhicule. En outre, il est possible que l'amortisseur subisse une avarie, par exemple qu'il se perce. Dans ce cas, sa courbe caractéristique se dégrade rapidement, ce qui peut également présenter un danger pour la sécurité des occupants du véhicule. La présente invention vise à proposer un procédé pour réaliser un diagnostic préventif des amortisseurs d'un véhicule, de façon à alerter le conducteur du véhicule lorsque les propriétés d'un ou de plusieurs amortisseurs présentent une dégradation importante et/ou rapide. La présente invention vise également à proposer un procédé permettant de réaliser le diagnostic d'un amortisseur de véhicule automobile lors du roulage du véhicule. Pour atteindre ces objets, la présente invention prévoit un procédé de diagnostic embarqué et préventif d'un amortisseur de véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à mémoriser au moins une courbe de référence caractéristique du comportement de l'amortisseur ; construire, lors du roulage du véhicule, une courbe caractéristique représentative du comportement effectif de l'amortisseur ; comparer, selon un critère de comparaison déterminé, la courbe caractéristique construite à ladite courbe de référence ; et déclencher une alarme dans le cas où le critère de comparaison déterminé est rempli. Selon un mode de réalisation de l'invention, les courbes caractéristiques correspondent à la relation entre la force appliquée sur le piston de l'amortisseur et la vitesse de déplacement du piston. Selon un mode de réalisation de l'invention, la courbe de référence est une courbe caractéristique d'un comportement dégradé de l'amortisseur, l'alarme étant déclenchée quand la différence entre la courbe caractéristique construite et la courbe de référence est inférieure à un seuil prédéterminé. Selon un mode de réalisation de l'invention, la courbe de référence est une courbe caractéristique construite précédemment lors du roulage du véhicule ou une courbe caractéristique d'un comportement d'un amortisseur en bon état de fonctionnement, une date et/ou un kilométrage du véhicule mémorisés étant associés à la courbe de référence, et, lorsque la différence entre la courbe caractéristique construite et la courbe de référence est supérieure à un seuil prédéterminé, la courbe caractéristique construite est mémorisée à la place de la courbe de référence, et la date et/ou le kilométrage du véhicule au moment de la comparaison des courbes sont mémorisés respectivement à la place de la date et/ou du kilométrage associés à la courbe de référence. Selon un mode de réalisation de l'invention, la courbe de référence est une courbe caractéristique construite précédemment lors du roulage du véhicule ou une courbe caractéristique d'un comportement d'un amortisseur en bon état de fonctionnement, une date et/ou un kilométrage du véhicule mémorisés étant associés à la courbe de référence, et, lorsque la différence entre la courbe caractéristique construite et la courbe de référence est inférieure à un seuil prédéterminé, la courbe de référence est conservée en mémoire, et la date et/ou le kilométrage du véhicule au moment de la comparaison des courbes sont mémorisés à la place de la date et/ou du kilométrage associés à la courbe de référence. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'alarme est déclenchée quand la différence entre la date au moment de la comparaison des courbes et la date associée à la courbe de référence précédemment mémorisée est inférieure à un premier seuil prédéterminé et/ou la différence entre le kilométrage du véhicule au moment de la comparaison des courbes et le kilométrage du véhicule associé à la courbe de référence précédemment mémorisé est inférieure à un second seuil prédéterminé. L'invention prévoit également un dispositif embarqué de diagnostic d'un amortisseur d'un véhicule comportant au moins un amortisseur associé à une roue d'un véhicule, comprenant un calculateur de diagnostic comportant des moyens pour recevoir des données de capteurs associés à l'amortisseur, des moyens pour construire à partir de ces données une courbe caractéristique du comportement de l'amortisseur, des moyens pour comparer la courbe caractéristique construite avec une courbe de référence, et des moyens pour émettre une alarme lorsqu'un critère de comparaison entre les deux courbes caractéristiques est rempli. Selon un mode de réalisation de l'invention, les capteurs comprennent un accéléromètre associé à la roue, et un accéléromètre associé à la caisse du véhicule au voisinage de la roue. Selon un mode de réalisation de l'invention, le calculateur de diagnostic reçoit, en outre, des données émises par au moins un capteur d'un paramètre représentatif de l'état dynamique du véhicule tel qu'un capteur de vitesse du véhicule et/ou un capteur d'angle de volant du véhicule. Selon un mode de réalisation de l'invention, le calculateur de diagnostic est relié à une interface homme/machine par l'intermédiaire de laquelle il transmet l'alarme au conducteur du véhicule. Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d'un mode de réalisation particulier faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 représente un ensemble de courbes caractéristiques d'un amortisseur de véhicule automobile ; et la figure 2 représente, de façon schématique, un exemple de mode de réalisation d'un dispositif de diagnostic d'amortisseur de véhicule selon l'invention. La figure 2 représente, de façon schématique, un exemple de mode de réalisation d'un dispositif 10 de diagnostic selon l'invention monté sur un véhicule automobile (non représenté). Le dispositif 10 est embarqué sur un véhicule automobile disposant de quatre amortisseurs associés chacun à une roue. Le véhicule comprend un calculateur central (CPU1) 11 qui commande diverses fonctions du véhicule, telles que l'éclairage, la climatisation, etc., et qui échange des données avec différents composants du véhicule par l'intermédiaire d'un bus de données multiplex 12. De façon classique, des capteurs (SENSORS) 13 sont connectés au bus de données 12. Il peut s'agir, par exemple, d'un capteur de vitesse du véhicule, et d'un capteur d'angle de volant du véhicule qui émettent des données sur le bus de données 12 qui sont utilisées par le calculateur central 11. Le bus de données 12 est également relié à une interface homme/machine (INTERFACE) 14 qui comprend, par exemple, des voyants, présents sur le tableau de bord du véhicule, une alarme sonore, ou un panneau d'affichage multifonctions. Un calculateur de diagnostic (CPU2) 15 est également relié au bus de données 12. Une prise de diagnostic classique (non représentée) peut éventuellement être reliée au bus de données 12 de façon à permettre une extraction des données produites par le calculateur de diagnostic 15 lors d'un arrêt du véhicule dans un centre de contrôle. Le calculateur de diagnostic 15 reçoit des données produites, pour chaque roue du véhicule, par un premier accéléromètre (ACC1) 16 associé à la roue du véhicule et par un second accéléromètre (ACC2) 17 associé à la caisse du véhicule au niveau de la roue. Seuls deux accéléromètres 16,17 sont représentés sur la figure 2, sachant que les quatre roues du véhicule sont chacune équipée des deux accéléromètres 16,17. L'accéléromètre 17 associé à la caisse du véhicule peut être remplacé par un capteur de déplacement mesurant les débattements de l'amortisseur, ou éventuellement un capteur de vitesse. De même, l'accéléromètre 16 placé sur la roue peut être remplacé par un capteur d'efforts placé sur l'extrémité du piston de l'amortisseur. Le procédé de diagnostic selon la présente invention est mis en oeuvre de la façon suivante. On enregistre, au préalable, dans une mémoire associée au calculateur de diagnostic 15, une courbe caractéristique de référence pour chaque amortisseur du véhicule. Dans le cas où les amortisseurs sont du même type, seule une courbe caractéristique de référence unique est mémorisée pour les quatre amortisseurs. L'allure de la courbe est, par exemple, celle représentée sur la figure 1 par la courbe Cl. On enregistre également dans la mémoire du calculateur de diagnostic 15 des tolérances associées à la courbe de référence Cl. Elles sont représentées par les courbes de dispersion C4 et C5 tracées en pointillés sur la figure 1. On enregistre également dans la mémoire du calculateur de diagnostic 15 pour chaque amortisseur une courbe caractéristique dite courbe caractéristique limite C3 qui correspond à un amortisseur ayant des propriétés dégradées et nécessitant un remplacement. De même, dans le cas où les quatre amortisseurs sont de même type, une seule courbe caractéristique limite C3 est mémorisée pour les quatre amortisseurs. Lors d'une phase de roulage du véhicule, le calculateur de diagnostic 15 reçoit, pour chaque roue du véhicule, des données émises par les premier et second accélé- romètres 16,17. A partir de ces données, le calculateur de diagnostic 15 construit une courbe caractéristique pour chaque amortisseur du véhicule. Lors de la première phase de roulage du véhicule, le calculateur de diagnostic 15 compare la première courbe caractéristique construite avec la courbe de référence Cl. La comparaison est réalisée en utilisant tout type de norme adaptée. Si la différence entre la courbe caractéristique construite et la courbe de référence Cl est inférieure à un seuil, c'est-àdire que la courbe caractéristique construite se situe entre les courbes caractéristiques de dispersion C4 et C5, le calculateur de diagnostic 15 valide alors la courbe de référence C1 de l'amortisseur, et inscrit en mémoire la date de la validation et/ou le kilométrage du véhicule au moment de la validation. La courbe de référence C1 devient la courbe caractéristique actuelle de l'amortisseur. Cette opération est réalisée pour chaque amortisseur du véhicule lors de la première phase de roulage du véhicule. Dans le cas où la courbe caractéristique construite ne se situe pas entre les courbes caractéristiques de dispersion C4 et C5, on met à jour la courbe caractéristique de référence C1 en enregistrant, dans la mémoire du calculateur de diagnostic 15, une nouvelle courbe caractéristique de référence Cl qui peut correspondre à la courbe caractéristique de référence C1 associée à une nouvelle version du logiciel de fonctionnement du calculateur de diagnostic 15, ou à une mesure d'une courbe caractéristique d'un amortisseur neuf dans un centre spécialisé. A chaque phase de roulage ultérieure, le calculateur de diagnostic 15 détermine la courbe caractéristique actuelle de chaque amortisseur du véhicule. Par exemple, la courbe caractéristique obtenue peut avoir l'allure de la courbe C2 représentée sur la figure 1. Le calculateur de diagnostic 15 compare alors la courbe C2 à la courbe limite C3. Si la différence entre la courbe construite C2 et la courbe limite C3 est inférieure à un premier seuil prédéterminé, le calculateur de diagnostic 15 émet une alarme sur le bus de données 12. Cette alarme est transmise au conducteur du véhicule par l'interface homme/machine 14. Il peut s'agir, par exemple, de l'allumage d'un voyant sur le tableau de bord, ou de l'émission d'une alarme sonore. Le calculateur de diagnostic 15 compare également la courbe construite C2 à la courbe caractéristique actuelle précédemment mémorisée, qui correspond à une courbe caractéristique construite mémorisée lors d'une phase de roulage précédente ou à la courbe de référence C1 si aucune courbe caractéristique construite n'a été encore mémorisée. Si la différence entre les deux courbes caractéristiques est supérieure à un second seuil prédéterminé, le calculateur de diagnostic 15 mémorise la courbe construite C2 de l'amortisseur à la place de la précédente et inscrit en mémoire la date de la mémorisation et/ou le kilométrage du véhicule au moment de la mémorisation. Le calculateur de diagnostic 15 compare la date de mémorisation avec la date de mémorisation associée à la courbe précédente. Si la différence entre les deux dates est inférieure à un seuil déterminé, le calculateur de diagnostic émet alors une alarme sur le bus de données 12. Cette comparaison traduit une vitesse d'évolution de la courbe caractéristique de l'amortisseur. On peut également vérifier si la différence entre le kilométrage du véhicule au moment de la mémorisation de la courbe construite C2, et le kilométrage précédemment mémorisé est inférieure à un seuil déterminé. Si aucune alarme n'est émise et si la différence entre la courbe caractéristique construite C2 et la courbe caractéristique actuelle précédemment mémorisée est inférieure au second seuil prédéterminé, le calculateur conserve en mémoire la courbe caractéristique actuelle précédemment mémorisée, et mémorise la date et/ou le kilométrage au moment où la comparaison entre les deux courbes a été réalisée. Cela permet de surveiller la vitesse d'évolution de la courbe caractéristique de l'amortisseur. Il est possible que, durant une phase de roulage, le calculateur de diagnostic 15 ne recueille pas assez de données pour construire une courbe caractéristique complète. Dans ce cas, le calculateur de diagnostic 15 ne peut effectuer un diagnostic qu'après avoir construit complètement la courbe caractéristique après un nombre suffisant de phases de roulage, ou bien effectuer un diagnostic sur les tronçons de courbe caractéristique déjà construits en les comparant avec des tronçons correspondants des courbes caractéristiques limite et/ou précédemment mémorisée. Dans le cas où le véhicule est équipé d'une interface homme/machine consistant en un ordinateur de bord comprenant un panneau d'affichage, le conducteur peut éventuellement visualiser à tout instant l'état de chaque amortisseur et connaître le type de dégradation subie par chaque amortisseur. Il peut ainsi adapter sa conduite en conséquence. Selon le mode de réalisation de la présente invention précédemment décrit, le calculateur de diagnostic détermine, à partie des données émises par les accéléromètres 16,17, la courbe caractéristique d'un amortisseur, c'est-à-dire la courbe représentative de la force exercée sur le piston de l'amortisseur en fonction de la vitesse de déplacement de ce piston en émettant l'hypothèse que la masse du véhicule est également répartie sur les quatre amortisseurs du véhicule, c'est-à-dire en supposant qu'un amortisseur perçoit la masse du véhicule divisée par quatre. Toutefois, par construction et/ou lorsque le véhicule se trouve dans des virages, sur des pentes élevées, ou dans des situations de freinage ou d'accélération importantes, la répartition de la masse du véhicule sur les quatre amortisseurs peut être différente. Pour tenir compte de ces situations, selon une variante de l'invention, le calculateur de diagnostic peut estimer la répartition des masses sur les essieux avant et arrière du véhicule en fonction de la position du centre de gravité du véhicule par rapport aux essieux, la position du centre de gravité étant calculée par tout moyen connu. Selon une autre variante de l'invention, le calculateur de diagnostic utilise les informations de vitesse du véhicule et d'angle du volant présentes sur le bus de données, et émises par des capteurs adaptés. A partir de ces données, le calculateur de diagnostic peut estimer la répartition des masses sur les quatre roues du véhicule, afin d'établir une courbe caractéristique de l'amortisseur plus précise. Selon une autre variante de l'invention, un seul des amortisseurs par essieu est équipé de capteurs. Cette variante présume que les amortisseurs d'un même essieu ont un comportement identique et subiront tous une dégradation semblable. La présente invention comporte de nombreux avantages. Elle permet au conducteur d'un véhicule de connaître l'état des amortisseurs du véhicule et de pouvoir envisager le remplacement d'un amortisseur de façon préventive sans attendre un contrôle technique. En outre, en comparant, pour un amortisseur donné, la courbe caractéristique construite avec la courbe caractéristique limite associée à l'amortisseur, le conducteur du véhicule peut être averti lorsque les propriétés de cet amortisseur sont proches d'un état de dégradation qui requiert son changement. En comparant, pour un amortisseur donné, la courbe caractéristique construite pendant la phase de roulage actuelle avec la courbe caractéristique construite mémorisée pendant la phase de roulage précédente, le conducteur du véhicule peut être averti lorsque l'amortisseur subit une dégradation rapide. Ceci permet éventuellement de changer l'amortisseur avant que ses propriétés ne soient trop dégradées. Bien entendu, la présente invention est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, l'homme du métier pourra modifier l'architecture du dispositif selon l'invention. Ainsi, les fonctions réalisées par le calculateur de diagnostic peuvent être réalisées directement par le calculateur principal du véhicule, le calculateur de diagnostic étant alors supprimé et les accéléromètres émettant directement sur le bus de données multiplexées. De même, le véhicule peut ne pas être équipé d'un bus de données. Dans ce cas, les liaisons entre les accéléromètres et le calculateur de diagnostic, ainsi qu'entre le calculateur de diagnostic et l'interface homme/machine, peuvent être obtenues par des liaisons filaires dédiées. REVENDICATIONS 1. Procédé de diagnostic embarqué et préventif d'un amortisseur de véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) mémoriser au moins une courbe de référence caractéristique du comportement de l'amortisseur ; b) construire, lors du roulage du véhicule, une courbe caractéristique représentative du comportement effectif de l'amortisseur ; c) comparer, selon un critère de comparaison déterminé, la courbe caractéristique construite à ladite courbe de référence ; et d) déclencher une alarme dans le cas où le critère de comparaison déterminé est rempli. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les courbes caractéristiques correspondent à la relation entre la force appliquée sur le piston de l'amortisseur et la vitesse de déplacement du piston. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la courbe de référence est une courbe caractéristique (C3) d'un comportement dégradé de l'amortisseur, l'alarme étant déclenchée quand la différence entre la courbe caractéristique construite et la courbe de référence est inférieure à un seuil prédéterminé. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la courbe de référence est une courbe caractéristique construite précédemment lors du roulage du véhicule ou une courbe caractéristique (Cl) d'un comportement d'un amortisseur en bon état de fonctionnement, une date et/ou un kilométrage du véhicule mémorisés étant associés à la courbe de référence, et en ce que, lorsque la différence entre la courbe caractéristique construite et la courbe de référence est supérieure à un seuil prédéterminé, la courbe caractéristique construite est mémorisée à la place de la courbe de référence, et la date et/ou le kilométrage du véhicule au moment de la comparaison des courbes sont mémorisés respectivement à la place de la date et/ou du kilométrage associés à la courbe de référence. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la courbe de référence est une courbe caractéristique construite précédemment lors du roulage du véhicule ou une courbe caractéristique (C1) d'un comportement d'un amortisseur en bon état de fonctionnement, une date et/ou un kilométrage du véhicule mémorisés étant associés à la courbe de référence, et en ce que, lorsque la différence entre la courbe caractéristique construite et la courbe de référence est inférieure à un seuil prédéterminé, la courbe de référence est conservée en mémoire, et la date et/ou le kilométrage du véhicule au moment de la comparaison des courbes sont mémorisés à la place de la date et/ou du kilométrage associés à la courbe de référence. 6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'alarme est déclenchée quand la différence entre la date au moment de la comparaison des courbes et la date associée à la courbe de référence précédemment mémorisée est inférieure à un premier seuil prédéterminé et/ou la différence entre le kilométrage du véhicule au moment de la comparaison des courbes et le kilométrage du véhicule associé à la courbe de référence précédemment mémorisé est inférieure à un second seuil prédéterminé. 7. Dispositif embarqué de diagnostic d'un amortisseur d'un véhicule comportant au moins un amortisseur associé à une roue d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un calculateur de diagnostic (15) comportant des moyens pour recevoir des données de capteurs (16,17) associés à l'amortisseur, des moyens pour construire à partir de ces données une courbe caractéristique du comportement de l'amortisseur, des moyens pour comparer la courbe caractéristique construite avec une courbe de référence, et des moyens pour émettre une alarme lorsqu'un critère de comparaison entre les deux courbes caractéristiques est rempli. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les capteurs (16,17) comprennent un accéléromètre (16) associé à la roue, et un accéléromètre (17) associé à la caisse du véhicule au voisinage de la roue. 9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le calculateur de diagnostic (15) reçoit, en outre, des données émises par au moins un capteur d'un paramètre représentatif de l'état dynamique du véhicule tel qu'un capteur de vitesse (13) du véhicule et/ou un capteur d'angle de volant du véhicule. 10. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le calculateur de diagnostic (15) est relié à une interface homme/machine (14) par l'intermédiaire de laquelle il transmet l'alarme au conducteur du véhicule.