Brevet FR2943782A1 — publié le 20101001

PROCEDE DE CALCUL DE LA MASSE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE COMPRENANT DES SUSPENSIONS DISPOSANT D'UN SYSTEME DE CORRECTION DE LA HAUTEUR La présente invention concerne un procédé de calcul de la masse d'un véhicule automobile délivrant une information au conducteur, ainsi qu'un véhicule équipé d'un tel procédé. Certains véhicules utilisent pour le fonctionnement de différents systèmes de contrôle, un procédé d'estimation de la masse du véhicule permettant d'évaluer cette masse pour modifier des paramètres de fonctionnement de ces systèmes. Notamment, le document US-A1-2006/0089771 décrit un véhicule comprenant des capteurs de mesure de la hauteur des roues, pour en déduire des variations de masse et fournir ces paramètres à un système de contrôle du roulis du véhicule, et améliorer sa dynamique. Cependant, la valeur de la masse totale du véhicule n'est pas mise à disposition du conducteur. Or la connaissance de la masse totale du véhicule peut servir notamment pour s'assurer du respect de la capacité de charge prévue, et préserver les qualités dynamiques du véhicule ainsi que la sécurité. Cette connaissance de la masse totale peut servir de plus à éviter une surcharge interdite par la législation, entraînant une conduite en infraction. Différents procédés d'estimation de la masse du véhicule sont utilisés. Un procédé connu pour des suspensions hydrauliques ou pneumatiques, consiste à mesurer la pression du fluide pour en déduire en connaissant la surface du vérin appliquant cette pression, la masse réelle du véhicule. Ce procédé n'est pas utilisable dans le cas de suspensions mixtes, comportant en parallèle des ressorts métalliques. Un procédé connu dans le cas de ressorts métalliques, consiste une fois le véhicule chargé et sa suspension stabilisée, à réaliser au moyen de capteurs une mesure de la hauteur des axes de roue par rapport à la caisse, et en déduire en connaissant la flexibilité de la suspension, la masse totale de ce véhicule. Un problème est que dans le cas d'un véhicule équipé d'un système de correction de hauteur permettant de garder une hauteur de caisse constante indépendante de la charge embarquée, cette hauteur de caisse corrigée ne donne plus d'indication sur la masse du véhicule. Un autre procédé de mesure qui peut être utilisé, consiste à mesurer la fréquence propre d'oscillation de la suspension au moyen de capteurs de hauteur des roues, ou d'accéléromètres mesurant l'accélération verticale de ces roues, pour en connaissant la flexibilité des ressorts de suspension, en déduire la masse réelle du véhicule. Toutefois pour un véhicule équipé d'un système de correction de hauteur, ajoutant une raideur complémentaire au moyen par exemple d'un fluide sous pression, la flexibilité globale de la suspension est variable, et on ne peut pas déduire de sa fréquence propre la masse totale du véhicule. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure, et de proposer pour un véhicule équipé d'un dispositif de correction de hauteur, un procédé simple et économique permettant de délivrer au conducteur une indication de la masse totale de ce véhicule. Elle propose à cet effet un procédé de calcul de la masse d'un véhicule automobile comprenant des suspensions disposant d'un système de correction de la hauteur en fonction de la variation de charge de ce véhicule, comportant au moins un capteur de mesure de la hauteur des roues par rapport à la caisse, pour réaliser cette correction de hauteur qui s'effectue dans un temps court après une variation de la charge du véhicule, caractérisé en ce que pendant le temps court avant le début de correction de hauteur, la mesure de hauteur est utilisée aussi en combinaison avec des valeurs de raideur de la suspension, pour calculer la masse totale du véhicule et délivrer cette information au conducteur. Un avantage du procédé selon l'invention est que l'on peut obtenir un calcul de la masse totale juste après une modification de la charge, en utilisant un capteur déjà existant, ce qui représente un moyen économique. Le procédé de calcul de la masse d'un véhicule automobile selon l'invention peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, le système de correction de hauteur possède un calculateur électronique comprenant un logiciel de calcul qui pilote cette correction de hauteur, ce logiciel effectuant de plus le calcul de la masse totale du véhicule. Selon une caractéristique de l'invention, un calcul de la masse totale du véhicule est effectué après une mesure d'affaissement de la suspension, ainsi qu'après une mesure de remontée de la suspension. Avantageusement, une mesure de la masse totale du véhicule est faite après que certaines conditions soient réalisées, comprenant notamment le véhicule à l'arrêt et l'ouverture d'une porte de ce véhicule. La valeur de la masse totale du véhicule peut être gardée dans une mémoire d'un calculateur. Cette valeur de la masse totale du véhicule peut aussi être affichée sur un indicateur. L'invention comprend de plus un véhicule automobile comportant des suspensions disposant d'un système de correction de la hauteur en fonction de la charge de ce véhicule, ce système comprenant un procédé de calcul de la masse totale du véhicule comportant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma d'un système de correction de hauteur pour un véhicule automobile ; et - la figure 2 est un diagramme présentant en fonction du temps, le fonctionnement de ce système de correction de hauteur pour successivement une charge et une décharge du véhicule, ce système réalisant en parallèle des calculs de masse. La figure 1 présente un système de correction de hauteur 1 comprenant des capteurs de hauteur 2 des roues 4, qui délivrent un signal à un calculateur électronique 6, représentant la hauteur de l'axe de ces roues par rapport à la caisse du véhicule. Avantageusement on dispose un capteur de hauteur 2 par essieu, prenant une mesure de la position angulaire en un point milieu de la barre anti-roulis de chaque essieu, pour obtenir une hauteur moyenne des roues de ces essieux. Les capteurs de hauteur 2 envoient un signal à un calculateur électronique 6, qui reçoit de plus d'autres signaux sur l'état du véhicule par un réseau de bord 8 pouvant être multiplexé du type CAN. Le calculateur électronique 6 commande une pompe 10 maintenant un niveau de pression dans un réservoir d'air comprimé 12. L'air comprimé est prêt à être utilisé dans des vérins de compensation 24 qui délivrent une force sur les essieux pour relever les roues. La force délivrée par un vérin de compensation 24 vient en parallèle de celle appliquée par les ressorts de suspension permanents, généralement métalliques, qui disposent d'une raideur connue. En variante, le procédé de calcul de la masse peut s'appliquer sur un système de correction de hauteur utilisant d'autres dispositifs que l'air comprimé, comme un liquide sous pression, pour réaliser la correction de hauteur. Le calculateur électronique 6 compare les hauteurs mesurées à des données contenues en mémoire, pour calculer une différence de hauteur par rapport à la valeur souhaitée. Dans le cas d'une hauteur trop faible, par exemple suite à un chargement du véhicule qui affaisse ses suspensions, le calculateur pilote par un signal 20 une électrovanne de montée 22 qui délivre une pression aux vérins de compensation 24, pour remonter cette hauteur. La hauteur est mesurée en permanence pour réaliser un asservissement en boucle fermée, et arrêter cette correction quand la hauteur souhaitée est atteinte. D'un autre côté dans le cas d'une hauteur trop forte, par exemple suite à un déchargement du véhicule qui remonte ses suspensions, le calculateur pilote par un signal 30 une électrovanne de descente 32, qui décharge la pression des vérins de compensation 24 en la retournant vers la pompe 10, pour descendre cette hauteur. De même, cette descente est contrôlée en boucle fermée par le capteur de hauteur 2. Le diagramme de la figure 2 détaille le fonctionnement dans le temps t du système de compensation de hauteur 1, en présentant la hauteur Z de la caisse du véhicule au niveau d'un essieu, en fonction de ce temps. Avant le temps Ti, le véhicule a une masse constante et se trouve à sa hauteur normale ZO. Le véhicule est à vide, et repose uniquement sur ses ressorts de suspension permanents donnant la hauteur normale ZO. Au temps Ti le véhicule est chargé, et la suspension de l'essieu concerné s'affaisse immédiatement pour atteindre une valeur Z1, qui est enregistrée par le capteur de hauteur 2 de cet essieu. Le calculateur électronique 6 va commander au temps T2 la correction nécessaire pour remonter vers la valeur ZO, après un retard R qui peut être de 2 à 5 secondes. Ce retard R est nécessaire pour ne pas tenir compte de variations passagères de la hauteur des suspensions, intervenant sur un temps inférieur à cette durée et se produisant notamment lors du roulage avec les irrégularités du sol, ou lors des accélérations ou du freinage du véhicule. Ensuite à partir du temps T2, l'électrovanne de montée 22 est ouverte, le réservoir 12 envoie une pression au vérin de compensation 24 qui progressivement rétablit la hauteur pour arriver à la hauteur ZO, au temps T3 où l'électrovanne de montée est fermée. Pour établir une mesure de la variation de la masse totale du véhicule, et donc du chargement qui s'est produit, on utilise le retard R avant qu'une correction de hauteur ne s'établisse, au temps Ti' entre les temps Ti et T2, pour retenir la valeur de l'affaissement de la suspension de l'essieu qui correspond à la différence de hauteur entre ZO et Z1. On en déduit en connaissant la flexibilité k de la suspension, la valeur de la masse m embarquée dans le véhicule avec la formule F = kx = mg. Dans le cas d'un déchargement du véhicule, avant le temps T4 le véhicule qui est chargé a une hauteur normale ZO. Au temps T4 le véhicule est déchargé, et la suspension de l'essieu concerné remonte immédiatement pour atteindre une valeur Z2, qui est enregistrée par le capteur de hauteur 2 de cet essieu. Le calculateur électronique 6 va commander après un retard similaire R, au temps T5 la correction nécessaire pour redescendre vers la valeur ZO. A partir du temps T5, l'électrovanne de descente 32 est ouverte pour laisser retourner la pression du vérin de compensation 24 vers la pompe 10, et progressivement rétablir la hauteur qui revient à ZO au temps T6 où l'électrovanne de descente est fermée. Pour établir une mesure de la variation de la masse totale du véhicule, et donc du déchargement qui s'est produit, on utilise de la même manière le retard R avant qu'une correction de hauteur ne s'établisse, au temps T4' entre les temps T4 et T5, pour retenir la valeur de la remontée de la suspension de l'essieu qui correspond à la différence de hauteur entre Z2 et ZO. On en déduit la valeur de la masse du véhicule à ce moment. Avantageusement, le calcul de la masse totale du véhicule se fait dans certaines conditions dépendant de l'état du véhicule, qui sont indiquées au calculateur électronique 6 par le réseau de bord 8. On peut notamment réaliser ce calcul seulement lorsque le véhicule est à l'arrêt et après l'ouverture d'une porte, ce qui correspond aux conditions nécessaires pour réaliser un chargement ou un déchargement. La masse totale du véhicule peut être par exemple gardée en mémoire dans le calculateur 6, ou indiquée sur un affichage disposé sur le tableau de bord du véhicule pour le mettre en permanence à disposition du conducteur. La connaissance de la masse totale du véhicule est intéressante pour assurer un roulage dans des bonnes conditions de sécurité et d'économie. Notamment une surcharge de ce véhicule entraîne une usure plus importante des pneus, et une consommation plus élevée. Le procédé de calcul de la masse est économique, ne nécessitant pas d'équipement complémentaire, notamment des capteurs, sur un véhicule équipé d'un dispositif de correction de hauteur. Seulement un logiciel doit être complété, qui est avantageusement celui du calculateur 6 du système de correction de hauteur 1. En particulier ce procédé de calcul peut être utile dans le cas où une législation impose pour les véhicules utilitaires, une mise à disposition pour le conducteur de la masse totale du véhicule. REVENDICATIONS1 ù Procédé de calcul de la masse d'un véhicule automobile comprenant des suspensions disposant d'un système de correction de la hauteur (1) en fonction de la variation de la charge de ce véhicule, comportant au moins un capteur (2) de mesure de la hauteur des roues (4) par rapport à la caisse, pour réaliser cette correction de hauteur qui s'effectue dans un temps court (R) après une variation de la masse du véhicule, caractérisé en ce que pendant le temps court (R) avant le début de correction de hauteur (T2, T5), la mesure de hauteur est utilisée en combinaison avec des valeurs de raideur de la suspension, pour calculer la masse totale du véhicule et délivrer cette information au conducteur. 2 ù Procédé de calcul de la masse d'un véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de correction de hauteur possède un calculateur électronique (6) comprenant un logiciel de calcul qui pilote cette correction de hauteur, ce logiciel effectuant de plus le calcul de la masse totale du véhicule. 3 ù Procédé de calcul de la masse d'un véhicule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un calcul de la masse totale du véhicule est effectué après une mesure d'affaissement de la suspension, ainsi qu'après une mesure de remontée de la suspension. 4 ù Procédé de calcul de la masse d'un véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une mesure de la masse totale du véhicule est faite après que certaines conditions soient réalisées, comprenant notamment le véhicule à l'arrêt et l'ouverture d'une porte de ce véhicule. 5 ù Procédé de calcul de la masse d'un véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la valeur de la masse totale du véhicule est gardée dans une mémoire d'un calculateur (6).6 ù Procédé de calcul de la masse d'un véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la valeur de la masse totale du véhicule est affichée sur un indicateur. 7 ù Véhicule automobile comportant des suspensions disposant d'un système de correction de la hauteur (1) en fonction de la masse de ce véhicule, caractérisé en ce que ce système de correction de la hauteur (1) comprend un procédé de calcul de la masse totale du véhicule suivant l'une quelconque des revendications précédentes.