Brevet FR2918749A1 — publié le 20090116

PROCEDE D'EVALUATION DE L'ADHERENCE TRANSVERSALE D'UN PNEU SUR UN SOL ENNEIGE L'invention concerne, de façon générale, les techniques d'équipement et de sécurité des véhicules automobiles. Plus précisément, l'invention concerne un procédé d'évaluation au moins relative de l'adhérence transversale d'un pneu d'un premier type sur un sol enneigé, comprenant au moins les étapes consistant à équiper un véhicule à roues de pneus du premier type, à piloter le véhicule ainsi équipé à la limite de l'adhérence transversale sur une piste enneigée comprenant au moins un virage, et à produire des mesures instantanées de l'accélération transversale du véhicule pendant son parcours de la piste. L'évaluation de l'adhérence transversale - également appelée potentiel transversal - d'un pneu sur neige est encore aujourd'hui majoritairement réalisée de façon purement subjective, au moyen d'un test de comportement effectué par un pilote professionnel. En dépit de son caractère peu satisfaisant, cette situation s'explique facilement par les difficultés à surmonter pour conduire un tel test de façon objective. En effet, dans le cas des sols rigides, le potentiel transversal d'un pneu est généralement évalué par un test de conduite sur une voie en anneau, de diamètre bien défini, au cours duquel est relevé le temps que prend un véhicule pour effectuer un tour à la limite de l'adhérence transversale.35 Or, cette technique, qui impose au véhicule de repasser à chaque tour sur la même trajectoire, conduit, dans le cas de sols enneigés, à des erreurs importantes en raison de l'évolution rapide de la surface de roulement qu'entraîne le passage répété des pneus dans les mêmes traces. Dans ce contexte, l'invention a pour but de proposer un procédé d'évaluation du potentiel transversal d'un pneu sur neige présentant une répétabilité nettement supérieure à celle des procédés connus. A cette fin, le procédé de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que la piste comporte au moins deux virages discriminants choisis pour requérir chacun un temps de parcours par le véhicule au moins égal à une seconde, ce temps étant mesuré entre la fin d'une phase de croissance de l'accélération transversale du véhicule à partir d'un seuil d'accélération donné et le début d'une phase de retour au seuil de l'accélération transversale du véhicule, et en ce que ce procédé comprend au moins une étape de filtrage consistant à produire des mesures filtrées d'accélération transversale par application d'un filtrage passe-bas aux mesures instantanées d'accélération transversale, et au moins une étape de sélection consistant à identifier, parmi les mesures filtrées, un ensemble d'au moins une accélération transversale par virage discriminant, l'adhérence transversale d'un pneu étant jugée d'autant meilleure que ce pneu permet d'obtenir des valeurs plus élevées d'accélération transversale. Le seuil d'accélération transversale donné peut avantageusement être égal à zéro. De préférence, les virages discriminants comprennent au moins un virage à gauche et un virage à droite. Dans ce cas, le procédé de l'invention comprend avantageusement au moins une étape de correction consistant à corriger les mesures filtrées d'accélération transversale de tout éventuel écart local ou global entre les valeurs respectivement prises par ces mesures pour les virages à gauche et à droite. Dans ces conditions, les mesures d'accélération transversales peuvent être effectuées pendant que le véhicule parcourt plusieurs fois la piste. En particulier, la piste peut être constituée par un circuit en boucle, que le véhicule parcourt au moins une fois dans un sens horaire et au moins une fois dans un sens antihoraire. De préférence, le procédé de l'invention comprend aussi une analyse statistique prenant en compte plusieurs valeurs maximales d'accélération transversale, enregistrées sur chaque virage discriminant lors de parcours respectifs de ce virage. Il est également judicieux de prévoir que le filtrage passe-bas soit réalisé par une moyenne glissante symétrique, que la piste comprenne au moins quatre virages discriminants, et que chaque virage discriminant soit choisi pour requérir un temps de parcours par le véhicule supérieur à deux secondes, et de préférence au moins égal à trois secondes. Dans le cas où la piste présente au moins un virage non discriminant, l'étape de sélection peut comprendre une opération consistant à rejeter les mesures d'accélération transversale effectuées pendant le parcours, par le véhicule, de chaque virage non discriminant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue de dessus d'une piste 10 utilisable pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention ; - la figure 2 est un diagramme représentant en ordonnée, en fonction du temps repéré en abscisse et exprimé en 15 secondes, des mesures d'accélération avant filtrage (courbe en pointillés) et après filtrage (courbe en trait plein); et - la figure 3 est un diagramme du même type que celui de 20 la figure 2, sur lequel est illustré, sur une courbe de mesures filtrées, le relevé des valeurs maximales d'accélération transversale lors du parcours de deux virages discriminants successifs. 25 Comme annoncé précédemment, l'invention concerne un procédé permettant d'évaluer l'adhérence transversale d'un pneu sur un sol enneigé. L'évaluation recherchée est au moins relative, c'est-à- 30 dire qu'elle doit au moins permettre de comparer et de classer les potentiels transversaux de deux types de pneus différents. Ce procédé comprend tout d'abord une phase expérimentale 35 qui consiste essentiellement à équiper un véhicule à roues de pneus à évaluer, à piloter le véhicule ainsi équipé à la limite de l'adhérence transversale sur une piste P enneigée et non rectiligne (figure 1), et à produire des mesures instantanées de l'accélération transversale du véhicule pendant son parcours de la piste. Le matériel nécessaire à la mise en oeuvre de cette phase expérimentale comprend un accéléromètre et un système d'acquisition, ce dernier étant conçu pour enregistrer le signal de sortie de l'accéléromètre à une fréquence appropriée, par exemple à une fréquence de 125Hz. Dans le cas d'une évaluation relative de l'adhérence, plusieurs types de pneus sont successivement montés sur un même véhicule, l'accéléromètre pouvant être disposé n'importe où sur le véhicule pour autant que sa position reste inchangée pendant toute la durée de test des différents pneus. Selon l'invention, la piste utilisée pour la phase expérimentale comporte au moins deux virages particuliers tels que V1 à V4, qui seront dits "discriminants", et dont le nombre est en fait de préférence au moins porté à quatre. Un virage discriminant au sens de l'invention est un virage dont le temps de parcours par le véhicule, mesuré entre la fin d'une phase de croissance de l'accélération transversale de ce véhicule à partir de zéro et le début d'une phase de retour à zéro de cette accélération transversale, est au moins égal à une seconde et de préférence au moins égal à trois secondes. La figure 1 illustre l'exemple, parmi beaucoup d'autres 35 possibles, d'une piste avantageusement utilisable pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Cette piste, qui est de préférence sensiblement horizontale au moins dans les virages, est un circuit en boucle que le véhicule peut parcourir plusieurs fois et notamment dans un sens horaire et dans un sens antihoraire, et qui présente plusieurs virages discriminants, dont des virages à gauche et des virages à droite. La courbe en pointillés de la figure 2 donne un exemple de mesures instantanées d'accélération transversale, relevées sur un véhicule équipé des pneus à évaluer et circulant, à la limite de l'adhérence, sur une telle piste enneigée. Après la phase expérimentale qui conduit à l'obtention de ces mesures, le procédé de l'invention comprend une phase d'analyse. Cette phase d'analyse peut avantageusement débuter par un prétraitement consistant à corriger les mesures brutes instantanées d'accélération transversale pour tenir compte de l'inclinaison prise par le véhicule en virage en raison de la valeur finie de sa raideur de roulis. La phase d'analyse comprend par ailleurs une étape de filtrage, qui consiste à appliquer, aux mesures instantanées d'accélération transversale, un filtrage passe-bas conduisant à l'obtention de mesures filtrées d'accélération transversale, dont un exemple est donné par la courbe continue de la figure 2. Ce filtrage passe-bas peut notamment être réalisé en remplaçant chaque mesure instantanée d'accélération par une moyenne glissante, symétrique par rapport à l'instant de cette mesure instantanée, des mesures instantanées antérieures et postérieures à cet instant. Dans un mode de réalisation donné à titre d'exemple, chaque mesure instantanée d'accélération transversale peut ainsi être remplacée par une mesure filtrée d'accélération transversale, considérée au même instant et constituée par une moyenne, centrée sur cet instant, des 24 mesures instantanées relevées antérieurement à cet instant, et 24 mesures instantanées relevées postérieurement à cet instant, chaque mesure filtrée d'accélération transversale prenant donc en compte les mesures relevées pendant 400 ms dans le cas d'une fréquence d'échantillonnage égale à 125 Hz. La phase d'analyse comprend en outre une étape de sélection qui consiste à identifier, parmi les mesures filtrées d'accélération transversale et pour chaque virage discriminant, un ensemble d'une ou plusieurs mesures d'accélération transversale pertinentes au regard de l'adhérence transversale du pneu testé, étant entendu que cette adhérence doit être jugée d'autant meilleure que les valeurs d'accélération transversale que ce pneu permet d'obtenir sont plus élevées. Plusieurs approches peuvent être envisagées pour la mise en oeuvre de cette étape de sélection. Par exemple, il est possible de retenir, comme critère objectif d'évaluation de l'adhérence transversale, la moyenne de l'accélération transversale, sur chaque virage discriminant, entre un premier pic correspondant à la fin de la phase de croissance de l'accélération transversale et un dernier pic correspondant au début de la phase de retour au seuil donné S1 de l'accélération transversale. Il est également possible de rechercher, sur chaque virage discriminant, la valeur moyenne de l'accélération transversale en régime permanent. A cette fin, cette moyenne est par exemple calculée sur une fenêtre temporelle d'au moins une durée donnée T dans laquelle les valeurs filtrées d'accélération transversale sont comprises dans une fourchette d'amplitude inférieure à un seuil S2 donné. A titre d'exemple, la durée T est au moins égale à une seconde et le seuil S2 inférieur à 0,08 g. Il est encore possible d'utiliser, comme critère d'évaluation, l'ensemble des valeurs d'accélération transversale déterminé selon les étapes suivantes : déterminer, pour chaque virage discriminant, l'ensemble des pics d'accélération transversale filtrée à l'intérieur du virage donné ; -calculer la moyenne des valeurs filtrées d'accélération transversale pour l'ensemble des pics des virages discriminants du circuit ; rejeter parmi l'ensemble des valeurs filtrées d'accélération transversale précédentes, les valeurs 25 dont l'écart en valeur absolue relativement à la moyenne est supérieur à un seuil S3 donné. Le seuil S3 peut être de l'ordre de 15 %. 30 Néanmoins, le critère d'évaluation préféré, car le plus répétable, de l'adhérence transversale est constitué par la valeur maximale atteinte par l'accélération transversale dans chaque virage discriminant, le choix de ce critère fournissant donc, lors de chaque parcours d'un 35 virage discriminant, une valeur pertinente telle que les valeurs ATmaxl et ATmax2 illustrées à la figure 3. Ainsi, lorsque la piste comprend un ou plusieurs virages non discriminants, l'étape de sélection inclut de préférence une opération qui consiste à rejeter les mesures d'accélération transversale effectuées pendant le parcours, par le véhicule, de chaque virage non discriminant. Pour corriger les dérives de l'accéléromètre et/ou les erreurs de mise au niveau horizontal du véhicule, le procédé de l'invention comprend également une étape de correction, qui consiste à corriger les mesures filtrées d'accélération transversale de tout éventuel écart local ou global entre les valeurs respectivement prises par ces mesures pour les virages à gauche et à droite. Ce traitement, qui est mis en oeuvre après l'étape de filtrage et qui repose sur l'hypothèse que les performances du pneu sur un virage à gauche sont les mêmes que sur un virage à droite, consiste donc à décaler les valeurs d'accélération transversale de la moitié de l'écart observé entre les valeurs d'accélération transversale obtenues sur les virages à droite et sur les virages à gauche. Enfin, le procédé de l'invention comprend avantageusement une analyse statistique de l'ensemble des valeurs maximales obtenues pour l'accélération transversale, cette analyse statistique étant particulièrement pertinente clans le cas où le véhicule parcourt plusieurs fois la piste, et où, corrélativement, plusieurs valeurs maximales d'accélération transversale sont disponibles pour chaque virage discriminant. Une telle analyse, réalisable au moyen d'outils statistiques traditionnels, permet notamment de comparer 2918749 lo de façon objective le potentiel transversal de pneus de deux types différents en ne considérant comme plus performant le pneu ayant conduit aux plus fortes valeurs de l'accélération transversale que pour autant que les 5 écarts entre ces plus fortes valeurs et les valeurs obtenues avec l'autre pneu ne puissent être expliqués que par de simples variations statistiques. REVENDICATIONS . 1. Procédé d'évaluation au moins relative de l'adhérence transversale d'un pneu d'un premier type sur un sol enneigé, comprenant au moins les étapes consistant à équiper un véhicule à roues de pneus du premier type, à piloter le véhicule ainsi équipé à la limite de l'adhérence transversale sur une piste enneigée (P) comprenant au moins un virage, et à produire des mesures instantanées de l'accélération transversale du véhicule pendant son parcours de la piste, caractérisé en ce que la piste (P) comporte au moins deux virages discriminants (Vl-V4) choisis pour requérir chacun un temps de parcours par le véhicule au moins égal à une seconde, ce temps étant mesuré entre la fin d'une phase de croissance de l'accélération transversale du véhicule à partir d'un seuil d'accélération (Sl) donné et le début d'une phase de retour audit seuil (Sl) de l'accélération transversale du véhicule, et en ce que ce procédé comprend au moins une étape de filtrage consistant à produire des mesures filtrées d'accélération transversale par application d'un filtrage passe-bas aux mesures instantanées d'accélération transversale, et au moins une étape de sélection consistant à identifier, parmi les mesures filtrées, un ensemble d'au mo:_ns une accélération transversale par virage discriminant, l'adhérence transversale d'un pneu étant jugée d'autant meilleure que ce pneu permet d'obtenir des valeurs plus élevées (Vmaxl, Vmax2) d'accélération transversale. 2. Procédé d'évaluation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le seuil d'accélération transversale donné (Si) est égal à zéro.35 3. Procédé d'évaluation suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les virages discriminants (Vl-V4) comprennent au moins un virage à gauche (V2) et un virage à droite (V1). 4. Procédé d'évaluation suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une étape de correction consistant à corriger les mesures filtrées d'accélération transversale de tout éventuel écart local ou global entre les valeurs respectivement prises par ces mesures pour les virages à gauche et à droite. 5. Procédé d'évaluation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les 15 mesures d'accélération transversales sont effectuées pendant que le véhicule parcourt plusieurs fois la piste. 6. Procédé d'évaluation suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la piste est un circuit en boucle, 20 que le véhicule parcourt au moins une fois dans un sens horaire et au moins une fois dans un sens antihoraire. 7. Procédé d'évaluation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape 25 de sélection consiste à calculer, pour chaque virage discriminant, la moyenne des valeurs d'accélération transversales filtrées entre un premier pic correspondant à la fin de la phase de croissance de l'accélération transversale et un dernier pic correspondant au début de 30 la phase de retour au seuil donné (Sl) de l'accélération transversale. 8. Procédé d'évaluation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape 35 de sélection consiste, pour chaque virage discriminant, à . - déterminer une fenêtre temporelle d'au moins une durée donnée (T) dans laquelle les valeurs filtrées d'accélération transversale sont comprises dans une fourchette d'amplitude inférieure à un seuil (S2) donné ; - calculer la moyenne des accélérations transversales filtrées dans cette fenêtre. 9. Procédé d'évaluation selon la revendication 8, 10 caractérisé en ce que la durée (T) de la fenêtre temporelle est au moins égale à 1 seconde. 10. Procédé d'évaluation selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le seuil donné (S2) est 15 inférieur à 0,08 g. 11. Procédé d'évaluation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de sélection consiste, à : 20 -déterminer, pour chaque virage discriminant, l'ensemble des pics d'accélération transversale filtrée à l'intérieur du virage donné ; -calculer la moyenne des valeurs filtrées d'accélération transversale pour l'ensemble des pics 25 des virages discriminants du circuit ; - rejeter parmi l'ensemble des valeurs filtrées d'accélération transversale précédentes, les valeurs dont l'écart en valeur absolue relativement à la moyenne est supérieur à un seuil (S3) donné. 30 12. Procédé d'évaluation selon la revendication 11, caractérisé en ce que le seuil donné (S3) est de l'ordre de 15 35 13. Procédé d'évaluation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de sélection consiste, à déterminer, dans chaque virage discriminant, la valeur d'accélération transversale filtrée maximale. 14. Procédé d'évaluation suivant l'une quelconque des revendications précédentes combinée à la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une analyse statistique prenant en compte plusieurs ensembles de valeurs d'accélération transversale, enregistrés sur chaque virage discriminant lors de parcours respectifs de ce virage. 15. Procédé d'évaluation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le 15 filtrage passe- bas est réalisé par une moyenne glissante symétrique. 16. Procédé d'évaluation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la 20 piste comprend au moins quatre virages discriminants (V1- V4). 17. Procédé d'évaluation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque 25 virage discriminant est choisi pour requérir un temps de parcours par le véhicule supérieur à deux secondes, et de préférence au moins égal à trois secondes. 18. Procédé d'évaluation suivant l'une quelconque des 30 revendications précédentes, caractérisé en ce que la piste comprend au moins un virage non discriminant, et en ce que l'étape de sélection comprend une opération consistant à rejeter les mesures d'accélération transversale effectuées pendant le parcours, par le 35 véhicule, de chaque virage non discriminant.