Brevet FR2990508A1 — publié le 20131115

DISPOSITIF ET PROCEDE DE MESURE DE LA CHARGE D'UN VEHICULE ET VEHICULE AUTOMOBILE ASSOCIE [01] DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [02] L'invention concerne un dispositif et un procédé pour la mesure de la charge d'un véhicule, ainsi qu'un véhicule automobile associé. [3] L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine de la mesure de la charge d'un véhicule. [4] ETAT DE LA TECHNIQUE [05] Selon l'art antérieur, la mesure de la charge d'un véhicule est réalisée par la mesure du débattement de la suspension du véhicule au moyen d'un capteur. Cependant, ledit système nécessite la connaissance de la raideur de ladite suspension. Or, cette raideur ne peut pas être connue de manière précise et est susceptible d'évoluer au cours du temps, notamment du fait du phénomène de fluage des butées d'attaque. [06] En outre, selon l'art antérieur, la mesure de la charge d'un véhicule est réalisée par un système de mesure d'effort, comme des jauges de contrainte. Cependant, ce système présente un coût important et nécessite une calibration fréquente. [07] Le document CA2220475 présente un véhicule comportant une suspension pneumatique auxiliaire, montée en parallèle d'une suspension principale, sur un essieu dudit véhicule pour lequel une butée d'attaque participe à la suspension du véhicule. Ladite suspension pneumatique est composée d'un coussin pouvant être gonflé et dégonflé. La suspension pneumatique est ainsi utilisée pour indiquer le poids d'une charge dudit véhicule par mesure de pression. Le document U54323264 présente un dispositif d'indication de la charge d'une remorque d'un véhicule. Ledit dispositif comporte des sacs gonflables dont la pression peut être commandée. Les sacs gonflables sont disposés entre le véhicule et la remorque, de manière à ajuster la charge entre différents essieux du véhicule et de la remorque. Cependant, les dispositifs desdits documents ont une influence sur la suspension du véhicule lorsque la mesure de la charge est terminée, ce qui a un impact négatif sur le comportement du véhicule et le confort de l'utilisateur lors du roulage. [08] OBJET DE L'INVENTION [09] L'invention a pour but de résoudre les inconvénients de l'art antérieur. [010] A cette fin, l'invention concerne un dispositif de mesure de la charge d'un véhicule comportant : - un coussin pneumatique positionné entre la caisse et un train dudit véhicule, - un capteur de pression apte à mesurer la pression dans le coussin pneumatique, - un compresseur apte à injecter de l'air dans le coussin pneumatique, - un moyen apte à déterminer l'élévation de la caisse du véhicule entre deux états de gonflage du coussin pneumatique, caractérisé en ce que ledit coussin pneumatique comporte un dispositif de rétractation apte à rétracter le coussin pneumatique en évacuant de l'air contenu dans le coussin pneumatique après la mesure de la charge du véhicule. [011] Ainsi, l'objet de l'invention permet au coussin de se rétracter après la mesure pour ne pas interférer dans le comportement d'une suspension du véhicule pendant le roulage dudit véhicule. En outre, l'objet de l'invention permet que le phénomène de fluage d'organes de la suspension tels que les butées d'attaque ne fausse pas la mesure de la charge réalisée par le dispositif. La mesure du dispositif est donc plus précise pour les véhicules comportant de telles butées d'attaque. [012] L'invention peut être mise en oeuvre selon les modes de réalisation avantageux exposés ci-après, lesquels peuvent être considérés individuellement ou selon toute combinaison techniquement opérante. [013] Avantageusement, le coussin pneumatique du dispositif objet de l'invention est fixé à la caisse du véhicule. [14] Ainsi, l'objet de l'invention permet de réduire la masse non suspendue du véhicule et de concevoir aisément une architecture de canalisation robuste. [15] Avantageusement, le dispositif de rétractation du dispositif objet de l'invention comporte le compresseur, une canalisation reliant le compresseur au coussin pneumatique et une électrovanne d'orientation de l'air. [16] Avantageusement, le dispositif de rétractation du dispositif objet de l'invention est un ressort. [17] Avantageusement, le dispositif objet de l'invention comporte en outre un moyen d'affichage apte à afficher la pression mesurée par le capteur de pression. [18] Avantageusement, le moyen de détermination de la hauteur de la caisse du véhicule du dispositif objet de l'invention est un capteur d'assiette, un capteur de hauteur ou un contacteur. [019] Avantageusement, le dispositif objet de l'invention comporte deux coussins pneumatiques positionnés entre la caisse et le train du véhicule, - le premier coussin pneumatique étant positionné au niveau d'une première extrémité du train, - le deuxième coussin pneumatique étant positionné au niveau d'une deuxième extrémité du train. [20] Ainsi, l'objet de l'invention est apte à mesurer une charge dissymétrique. [21] L'invention concerne également un procédé de mesure de la charge d'un véhicule caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à: a- injecter de l'air dans au moins un coussin pneumatique positionné entre la caisse et un train dudit véhicule, b- mesurer la pression d'air à l'intérieur du coussin pneumatique, c- calculer la charge du véhicule en fonction de la pression d'air mesurée à l'étape b), d- évacuer l'air contenu dans le coussin pneumatique, e- afficher la valeur de la charge calculée à l'étape c). [022] Avantageusement, l'étape a) est réalisée jusqu'à ce que la charge du véhicule calculée à l'étape c) soit supérieure ou égale à un seuil de charge prédéfini. [023] Avantageusement, le procédé objet de l'invention comporte avant l'étape d) l'étape consistant à : f- déterminer l'élévation de la caisse du véhicule entre deux états de gonflage du coussin pneumatique, - l'étape a) étant réalisée jusqu'à ce que l'élévation déterminée à l'étape f) soit supérieure ou égale à un seuil de hauteur prédéfini. [24] L'invention concerne également un véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de mesure de la charge dudit véhicule. [25] Avantageusement, le véhicule objet de l'invention comporte en outre : - un calculateur apte à calculer la charge du véhicule en fonction de la pression d'air mesurée par le capteur de pression, - un moyen d'affichage apte à afficher la pression d'air mesurée par le capteur de pression et la charge du véhicule calculée par le calculateur. [26] BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [27] L'invention est exposée ci-après selon ses modes de réalisation préférés, nullement limitatifs et en référence aux figures 1 à 3 dans lesquelles : [028] La figure 1 représente schématiquement un dispositif de mesure de la charge d'un véhicule selon un exemple de réalisation de l'invention ; [029] Les figures 2a-2b représentent schématiquement un coussin pneumatique, un compresseur et une canalisation d'un dispositif de mesure de la charge d'un véhicule selon un exemple de réalisation de l'invention ; [030] La figure 3 représente un diagramme fonctionnel montrant les différentes étapes du procédé selon un exemple de réalisation de l'invention. [31] Les éléments identiques, similaires ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre. [32] DESCRIPTION D'EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTION [033] La figure 1 montre un véhicule 11 comportant un dispositif 10 de mesure de la charge du véhicule 11. Ledit véhicule 11 comporte également une caisse 12, un train 13 avant, un train 14 arrière et une suspension (non représentée) comportant deux butées 15 d'attaque positionnées sur le train 14 arrière. Par train 13 avant du véhicule 11, on entend le train positionné du côté du volant du véhicule 11. Par train 14 arrière du véhicule 11, on entend le train positionné du côté opposé du volant du véhicule 11. [034] Le dispositif 10 comporte au moins un coussin 20 pneumatique, un compresseur 21, au moins un moyen 22 apte à déterminer l'élévation de la caisse 12 entre deux états de gonflage du coussin 20, un calculateur 19 et une interface 23 Homme/Machine. Le dispositif 10 est indépendant de la suspension du véhicule 11, ce qui permet au dispositif 10 de ne pas supporter de pressions élevées en cas fort débattement des roues et d'efforts en cisaillement dus aux mouvements des trains 13, 14 dans un plan sensiblement parallèle au sol. [035] Le coussin 20 pneumatique comporte un capteur 24 de pression et un dispositif 25 de rétractation. Par dispositif 25 de rétractation, on entend un dispositif apte à rétracter le coussin 20 en évacuant de l'air contenu dans le coussin 20. Dans un exemple, le coussin 20 pneumatique est constitué d'une enceinte à volume variable comportant une première paroi 40 rigide reliée à une deuxième paroi 41 rigide par une enveloppe 42 élastique. Le coussin 20 pneumatique est relié au compresseur 21 par une canalisation 26. [036] Selon un mode de réalisation, le dispositif 10 comporte deux coussins 20 pneumatiques positionnés entre la caisse 12 et le train 14 arrière. Le premier coussin 20 pneumatique est positionné au niveau d'une première extrémité du train 14 arrière et le deuxième coussin 20 pneumatique est positionné au niveau d'une deuxième extrémité du train 14 arrière. En variante, le dispositif comporte un coussin 20 pneumatique positionné au centre du train 14. Selon un mode de réalisation, chaque coussin 20 pneumatique est fixé au train 14 arrière. Toutefois, selon un mode de réalisation préféré, chaque coussin 20 pneumatique est fixé à la caisse 12 par la première paroi rigide 40. La fixation des coussins 20 à la caisse 12 permet de réduire la masse non suspendue du véhicule 11. Par masse non suspendue, on entend la masse des éléments du véhicule 11 suivant exactement les ondulations de la route. En outre, la fixation des coussins 20 à la caisse 12 permet de concevoir aisément une architecture des lo canalisations 26 robuste. [037] Selon un mode de réalisation, le dispositif 25 de rétractation comporte le compresseur 21, les canalisations 26 reliant les coussins 20 pneumatiques au compresseur 21, ainsi que deux électrovannes 27 d'orientation de l'air (cf. figures 2a-2b). Plus précisément, chaque 15 canalisation 26 comporte trois parties. Une première partie 28 de chaque canalisation 26 est reliée par une première extrémité au coussin 20 pneumatique associé et par une deuxième extrémité à l'électrovanne 27 associée. Une seconde partie 29 de chaque canalisation 26 est reliée par une première extrémité au compresseur 21 et par une deuxième extrémité à 20 l'électrovanne 27 associée. Une troisième partie 30 de chaque canalisation 26 est reliée par une première extrémité au compresseur 21 et par une deuxième extrémité à l'électrovanne 27 associée. L'électrovanne 27 associée à chaque canalisation 26 permet ainsi de raccorder la première partie 28 à la deuxième partie 29 ou à la troisième partie 30. 25 [038] Le moyen 22 apte à déterminer l'élévation de la caisse 12 du véhicule 11 entre deux états de gonflage du coussin 20 est par exemple un capteur d'assiette, un capteur de hauteur ou un contacteur. L'interface 23 Homme/Machine comporte un moyen d'affichage et un bouton poussoir de mise en route du dispositif 10 de mesure de la charge. 30 [039] Dans une étape 100, l'utilisateur du véhicule 11 commande la mise en route du dispositif 10 de mesure de la charge (cf. figure 3). Dans un exemple, pour commander la mise en route du dispositif 10, l'utilisateur appuie sur un bouton poussoir de l'interface 23 Homme/Machine. Dans ladite étape 100, la caisse 12 est dans une position initiale et chaque coussin 20 est dans un état de gonflage dit dégonflé. Dans une étape 101, suite à la demande de mise en route du dispositif 10 par l'utilisateur, l'électrovanne 27 relie la première partie 28 de la canalisation 26 associée à chaque coussin 20 à la troisième partie 30. [40] Dans une étape 102, le compresseur 21 injecte de l'air dans chaque coussin 20 pneumatique via la première partie 28 et la troisième partie 30 de la canalisation 26, ce qui a pour effet de gonfler le coussin 20 (cf. figure 2a). Dans une étape 103, le moyen 22 détermine l'élévation de la caisse 12 par rapport à la position initiale de la caisse 12 lorsque chaque coussin 20 est dégonflé. A l'étape 102, l'enveloppe 42 élastique de chaque coussin 20 est déployée au fur et à mesure que le compresseur 21 injecte de l'air dans les coussins 20. La deuxième paroi 41 rigide de chaque coussin 20 entre en contact avec le train 14. L'enveloppe élastique de chaque coussin 20 continue à être déployée, ce qui a pour effet de soulever la caisse 12 du véhicule 11. L'étape 102 est réalisée jusqu'à ce que l'élévation de la caisse 12 déterminée dans l'étape 103 soit supérieure ou égale à un seuil d'élévation prédéfini. Ledit seuil est calculé de sorte que la caisse 12 du véhicule 11 ne soit plus en appui contre les butées 15 afin de s'affranchir du phénomène de fluage des butées 15. En variante, l'étape 102 est réalisée jusqu'à ce que la charge du véhicule 11, calculée dans une étape 105, soit supérieure ou égale à un seuil de chargé prédéfini. L'étape 103 et le moyen 22 sont alors supprimés. A la fin de l'étape 102, chaque coussin 20 est dans un état de gonflage dit gonflé. [41] Dans une étape 104, le capteur 24 de pression mesure la pression d'air à l'intérieur de chaque coussin 20 pneumatique. Dans l'étape 105, le calculateur 19 du dispositif 10 calcule la charge du véhicule 11 en fonction de la mesure de pression d'air calculée dans l'étape 104. Plus la pression d'air est importante, plus la charge du véhicule 11 est importante. Dans une étape 106, l'électrovanne 27 disjoint la première partie 28 de la canalisation 26 de la troisième partie 30 et relie ladite première partie 28 de la canalisation 26 à la deuxième partie 29 (cf. figure 2b). [42] Dans une étape 107, le compresseur 21 évacue l'air contenu dans chaque coussin 20 pneumatique en aspirant l'air via la première partie 28 et la deuxième partie 29 de la canalisation 26 jusqu'à ce que chaque coussin 20 ne contienne plus d'air, ce qui provoque le dégonflement ou la rétractation de chaque coussin 20. La rétractation des coussins 20 après la mesure permet au dispositif 10 de ne pas interférer dans le comportement de la suspension pendant le roulage du véhicule 11. [43] En variante, le dispositif 25 de rétractation comporte un ressort positionné à l'intérieur de chaque coussin 20 pneumatique (non représenté). Une première extrémité du ressort est fixée à la première paroi 40 rigide du coussin 20 associé tandis qu'une deuxième extrémité du ressort est fixée à la deuxième paroi 41 rigide du coussin 20 associé. A l'étape 102, le déploiement de l'enveloppe 42 élastique de chaque coussin 20 au fur et à mesure que le compresseur 21 injecte de l'air dans les coussins 20 étire les ressorts. Dans l'étape 107, le compresseur 21 arrête d'injecter de l'air dans les coussins 20 et les ressorts évacuent l'air contenu dans les coussins 20 en se rétractant. En variante, chaque coussin 20 évacue l'air dans l'étape 107 en se rétractant sans l'intervention d'un dispositif 25 de rétractation. [44] Dans une étape 108, le moyen d'affichage de l'interface 23 Homme/Machine affiche la valeur de la charge du véhicule 11. En variante, le moyen d'affichage de l'interface 23 Homme/Machine affiche la valeur de la charge du véhicule 11, la valeur de la pression à l'intérieur des coussins 20 et/ou d'autres données. En variante, des voyants représentatifs du niveau de charge de l'interface Home/Machine sont allumés. En variante, une alerte sonore indique le dépassement de certains seuils de chargement prédéfinis. [45] Le phénomène de fluage d'organes de la suspension tels que les butées 15 d'attaque ne faussent pas la mesure de la charge réalisée par le dispositif 10. La mesure du dispositif 10 est donc très précise. [46] En variante, le dispositif 10 comporte deux moyens 22, chacun desdits moyens 22 étant positionné à une extrémité du train 14 au niveau d'une roue, ce qui permet au dispositif 10 de mesurer la charge à chaque extrémité du train 14. Le dispositif 10 est alors apte à mesurer une charge dissymétrique. Si la différence entre la charge mesurée à la première extrémité du train 14 et la charge mesurée à la deuxième extrémité dudit train 14 est supérieure à un seuil prédéterminé, le dispositif 10 émet, un signal sonore et/ou lumineux via l'interface 23 Homme/Machine pour alerter le conducteur du véhicule 11 d'une répartition de la charge du véhicule 11 trop disparate. En variante, le dispositif 10 comporte au moins un coussin 20 et un moyen 22 pour le train 13 avant ou pour chaque train 13, 14. Des butées 15 sont alors positionnées sur le train 13. [47] En variante, le dispositif 10 comporte un dispositif de contrôle de la charge du véhicule 11 comportant un contacteur. Le compresseur 21 injecte de l'air dans chaque coussin 20 pneumatique via la première partie 28 et la troisième partie 30 de la canalisation 26 jusqu'à ce que la pression d'air soit égale à un seuil prédéterminé. Puis l'utilisateur charge le véhicule 11 ce qui a pour effet d'abaisser la caisse 12 du véhicule 11. Lorsque la hauteur de la caisse 12 est inférieure ou égale à un seuil de hauteur prédéterminé, contacteur permet au dispositif 10 d'indiquer au conducteur, par un signal sonore ou visuel via l'interface 23 Homme/Machine, que la charge maximum admissible par véhicule 11 a été atteinte ou dépassée. En variante, le dispositif de limitation d'injection d'air dans les coussins 20 comporte deux contacteurs. Le premier contacteur permet au dispositif 10 d'indiquer au conducteur que quatre-vingts pourcent de la charge maximum admissible par véhicule 11 a été atteinte ou dépassée, tandis que le deuxième contacteur permet au dispositif 10 d'indiquer au conducteur que la charge maximum admissible par véhicule 11 a été atteinte ou dépassée. [48] En variante, le compresseur 21 est utilisé pour le gonflage des pneus des roues du véhicule 11. [049] En variante, le calculateur 19 du dispositif 10 permet de détecter une fuite dans le dispositif 10 en calculant une variation de pression à l'intérieur des coussins 20 avant l'étape 107 d'évacuation de l'air contenu dans les coussins 20 pneumatiques.5 REVENDICATIONS1. Dispositif (10) de mesure de la charge d'un véhicule (11) comportant : - un coussin (20) pneumatique positionné entre la caisse (12) et un train (13, 14) dudit véhicule (11), - un capteur (24) de pression apte à mesurer la pression dans le coussin (20) pneumatique, - un compresseur (21) apte à injecter de l'air dans le coussin (20) pneumatique, - un moyen (22) apte à déterminer l'élévation de la caisse (12) du véhicule (11) entre deux états de gonflage du coussin (20) pneumatique, caractérisé en ce que ledit coussin (20) pneumatique comporte un dispositif (25) de rétractation apte à rétracter le coussin (20) pneumatique en évacuant de l'air contenu dans le coussin (20) pneumatique après la mesure de la charge du véhicule (11). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le coussin (20) pneumatique est fixé à la caisse (12) du véhicule (11). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif (25) de rétractation comporte le compresseur (21), une canalisation (26) reliant le compresseur (21) au coussin (20) pneumatique et une électrovanne (27) d'orientation de l'air. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif (25) de rétractation est un ressort. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en 30 outre un moyen d'affichage apte à afficher la pression mesurée par le capteur (24) de pression. 25 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen (22) de détermination de la hauteur de la caisse (12) du véhicule (11) est un capteur d'assiette, un capteur de hauteur ou un contacteur. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux coussins (20) pneumatiques positionnés entre la caisse (12) et le train (13, 14) du véhicule (11), - le premier coussin (20) pneumatique étant positionné au niveau d'une première extrémité du train (13, 14), - le deuxième coussin (20) pneumatique étant positionné au niveau d'une deuxième extrémité du train (13, 14). 8. Procédé de mesure de la charge d'un véhicule (11) caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à: a- injecter (102) de l'air dans au moins un coussin (20) pneumatique positionné entre la caisse (12) et un train (13, 14) dudit véhicule (11), b- mesurer (104) la pression d'air à l'intérieur du coussin (20) pneumatique, c- calculer la charge du véhicule (11) en fonction de la pression d'air mesurée à l'étape b), d- évacuer (107) l'air contenu dans le coussin (20) pneumatique, e- afficher (108) la valeur de la charge calculée à l'étape c). 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'étape a) est réalisée jusqu'à ce que la charge du véhicule (11) calculée à l'étape c) soit supérieure ou égale à un seuil de charge prédéfini. 10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte avant l'étape d) l'étape consistant à:f- déterminer l'élévation de la caisse (12) du véhicule (11) entre deux états de gonflage du coussin (20) pneumatique, - l'étape a) étant réalisée jusqu'à ce que l'élévation déterminée à l'étape f) soit supérieure ou égale à un seuil de hauteur prédéfini. 11. Véhicule (11) automobile caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (10) de mesure de la charge dudit véhicule (11) selon l'une des revendications 1 à 7. 12. Véhicule automobile selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte en outre : - un calculateur (19) apte à calculer la charge du véhicule (11) en fonction de la pression d'air mesurée par le capteur (24) de pression, - un moyen d'affichage apte à afficher la pression d'air mesurée par le capteur (24) de pression et la charge du véhicule (11) calculée par le calculateur (19).