Brevet FR3011927A1 — publié le 20150417

DISPOSITIF D'ALERTE DE MAINTENANCE POUR UN VÉHICULE L'invention concerne les véhicules qui subissent des vibrations lorsqu'ils circulent. Lorsque certains véhicules circulent, ils subissent des vibrations de différentes fréquences qui sont de nature à fatiguer et/ou user certains de leurs organes. C'est notamment le cas des organes dits de liaison au sol qui équipent les véhicules automobiles, certains matériels ferroviaires et certains aéronefs, ou bien des coques, hélices, gréements et stabilisateurs qui peuvent équiper certains bateaux. Comme le sait l'homme de l'art, plus un véhicule subi des vibrations, plus les organes sensibles à ces dernières vont se fatiguer et/ou s'user rapidement. Par conséquent, un véhicule automobile circulant fréquemment sur des routes bosselées et/ou utilisé de façon sévère aura tendance à voir certains de ses organes sensibles se fatiguer et/ou s'user plus rapidement qu'un autre véhicule automobile du même modèle circulant fréquemment sur des routes planes et/ou utilisé de façon modérée. Les programmes de maintenance, qui sont proposés aux utilisateurs des véhicules précités, sont établis en fonction de campagnes de tests, et donc sont définis pour chaque modèle de véhicule, voire chaque déclinaison de chaque modèle de véhicule, en fonction d'une utilisation moyenne, et non d'une utilisation particulière, du fait que cette dernière n'est (a priori) pas prévisible. Par conséquent, les messages alertant d'un besoin de maintenance d'organes sensibles ne sont affichés dans les véhicules qu'en fonction du kilométrage effectué et/ou de la durée écoulée depuis la dernière maintenance. Cette situation s'avère donc mal adaptée, du fait qu'elle ne permet pas d'alerter plus tôt les conducteurs des véhicules qui subissent le plus de vibrations, alors même que le risque que l'un au moins de leurs organes sensibles fasse prochainement l'objet d'un dysfonctionnement ou d'un endommagement (voire d'une casse) est plus élevé que le risque moyen prédéfini. L'invention a donc notamment pour but d'améliorer la situation. Elle propose notamment à cet effet un dispositif d'alerte, destiné à équiper un véhicule propre à subir des vibrations lorsqu'il circule, et comprenant : - des moyens de traitement agencés pour estimer une valeur globale cumulée d'une grandeur représentative de vibrations subies par le véhicule depuis un instant choisi, en fonction de données primaires qui sont représentatives de mesures d'accélération effectuées dans le véhicule lorsqu'il circule, et - des moyens d'alerte agencés pour générer un message d'alerte lorsque cette valeur globale cumulée estimée est supérieure à un seuil prédéfini fonction du véhicule. Grâce à l'invention, il est donc désormais possible de proposer au conducteur d'un véhicule, de façon individualisée, un programme de maintenance qui est fonction de l'utilisation effective de ce véhicule et non plus d'une utilisation moyenne prédéfinie. Le dispositif d'alerte selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - ses moyens de traitement peuvent être agencés pour estimer ladite valeur globale cumulée en fonction de sommes de données primaires élevées à la puissance quatre. - ses moyens de traitement peuvent être agencés pour estimer la valeur globale cumulée en fonction du résultat des sommes élevé à la puissance 0,25 ; - ses moyens de traitement peuvent être agencés pour utiliser des données primaires égales au produit d'une mesure d'accélération par un coefficient de pondération choisi ; - ses moyens de traitement peuvent être agencés pour estimer la valeur globale cumulée en fonction d'une somme, élevée à la puissance 0,25, de trois valeurs primaires cumulées de la grandeur, élevées à la puissance quatre, et estimées respectivement en fonction de premières, deuxièmes et troisièmes données primaires représentatives de mesures d'accélération effectuées dans le véhicule respectivement dans trois directions de l'espace perpendiculaires entre elles ; - ses moyens de traitement peuvent être agencés pour estimer la valeur globale cumulée en fonction d'une somme d'une dernière valeur globale cumulée, estimée depuis l'instant choisi jusqu'à une dernière utilisation du véhicule, et d'une nouvelle valeur globale cumulée estimée depuis le début d'une nouvelle utilisation de ce véhicule ; le seuil prédéfini peut résulter de valeurs globales cumulées de la grandeur qui ont été préalablement estimées lors de tests effectués avec au moins un véhicule de test similaire au véhicule concerné ; il peut comprendre des moyens de mesure agencés pour effectuer les mesures d'accélération. L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, propre à subir des vibrations lorsqu'il circule, et comprenant un dispositif d'alerte du type de celui présenté ci-avant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 illustre schématiquement et fonctionnellement, dans une vue du dessus, un exemple de véhicule automobile équipé d'un exemple de réalisation d'un dispositif d'alerte selon l'invention, et la figure 2 illustre au sein d'un diagramme deux exemples de courbes de pondération fréquentielle (pf - en dB) en fonction de la fréquence (f - en hertz), pouvant être utilisées par un dispositif d'alerte selon l'invention. L'invention a notamment pour but de proposer un dispositif d'alerte D destiné à équiper un véhicule V pour fournir à son conducteur des messages d'alerte de maintenance d'organes sensibles. Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que le véhicule V est de type automobile. Il s'agit par exemple d'une voiture, d'un car (ou bus), d'un camion ou d'un véhicule utilitaire. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule pouvant subir des vibrations lorsqu'il circule, et notamment les véhicules terrestres (y compris les trains et les tramways), les véhicules fluviaux ou maritimes, et les aéronefs. Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que les organes sensibles aux vibrations sont ceux dits de liaison au sol qui participent à la liaison entre le châssis du véhicule et le sol sur lequel évolue ce dernier, comme par exemple les roues, les essieux, la direction, les freins, les suspensions, et le système d'anti blocage de sécurité (ou ABS). Mais l'invention n'est pas limitée à ce type d'organe sensible. Elle concerne en effet tout organe embarqué dans un véhicule et sensible aux vibrations, et notamment les éclairages et la connectique, par exemple. On a schématiquement et fonctionnellement représenté sur la figure 1 un exemple de véhicule automobile de type voiture V, équipé d'un exemple de réalisation d'un dispositif d'alerte D selon l'invention. Cette voiture V comprend une planche de bord PB équipée dans une position centrale d'un écran EC, comme par exemple un combiné, destiné à afficher, notamment, des messages d'alerte générés par le dispositif d'alerte D et sur lesquels on reviendra plus loin. Comme illustré non limitativement, le véhicule V peut éventuellement comprendre un module (ou boîtier) télématique MD principalement chargé de contrôler l'affichage sur l'écran EC d'informations et d'images, relatives au fonctionnement du véhicule V ou à des résultats délivrés par des applications embarquées ou par le dispositif d'alerte D. On notera que ce module (ou boîtier) télématique MD pourrait éventuellement faire partie d'un ordinateur de bord (non représenté), ou bien de l'écran EC. On notera également, comme illustré non limitativement, que le module (ou boîtier) télématique MD est de préférence connecté à un réseau de communication (ou réseau de bord) RC du véhicule V, éventuellement de type multiplexé, et permettant l'échange d'informations entre des équipements électroniques embarqués dans le véhicule V. Ces informations peuvent être, par exemple, des commandes (ou instructions), des messages, des fichiers de données, des valeurs de paramètres, de grandeurs ou d'états mesurées ou estimées, ou des résultats de calculs. On notera également que dans l'exemple non limitatif illustré sur la figure 1 le dispositif d'alerte D est un équipement embarqué qui est connecté au réseau de communication RC. Dans ce cas, il est de préférence réalisé sous la forme d'une combinaison de circuits électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels (ou informatiques (ou « software »)). Mais dans une variante de réalisation non illustrée, une partie au moins du dispositif d'alerte D pourrait être installée dans un équipement embarqué, comme par exemple un calculateur (éventuellement un ordinateur de bord). Dans ce cas, cette partie du dispositif d'alerte D peut être réalisée sous la forme de modules 1 o logiciels. Comme illustré sur la figure 1, un dispositif d'alerte D, selon l'invention, comprend au moins des moyens de traitement MT et des moyens d'alerte MA. Les moyens de traitement MT sont agencés pour estimer une valeur 15 globale cumulée VGC d'une grandeur qui est représentative de vibrations subies par le véhicule V depuis un instant choisi to, en fonction de données primaires qui sont représentatives de mesures d'accélération effectuées dans le véhicule V lorsqu'il circule. On notera que les mesures d'accélération peuvent avoir plusieurs 20 origines. En effet, elles peuvent par exemple être effectuées par un équipement qui est embarqué dans le véhicule V et qui les utilisent pour ses besoins internes. Cela peut, par exemple, être le calculateur chargé de contrôler la trajectoire du véhicule V (fonction ESP (« Electronic Stability Program »)). En variante, elles peuvent par exemple être effectuées par un 25 boîtier de mesures d'accélération implanté spécifiquement dans le véhicule V, de préférence au voisinage de son centre de gravité et pouvant faire partie du dispositif d'alerte D. Dans encore une autre variante, illustrée non limitativement sur la figure 1, elles peuvent par exemple être effectuées par un module de mesures d'accélération qui fait partie du dispositif d'alerte D. 30 De préférence, ces mesures d'accélération sont effectuées suivant trois directions de l'espace (X, Y, Z) qui sont perpendiculaires entre elles. La direction X est la direction longitudinale (parallèle aux côtés longitudinaux du véhicule V), la direction Y est la direction transversale (perpendiculaire à la direction longitudinale X), et la direction Z est la direction verticale (perpendiculaire aux directions longitudinale X et transversale Y). Les moyens d'alerte MA sont agencés pour générer un message d'alerte lorsque la valeur globale cumulée VGC (de la grandeur), qui vient d'être estimée par les moyens de traitement MT, est supérieure à un seuil prédéfini S qui est fonction du véhicule V. On notera que le seuil prédéfini S peut varier d'un modèle de véhicule à un autre, voire d'une déclinaison d'un modèle de véhicule à une autre déclinaison de ce même modèle de véhicule. Ce seuil prédéfini S peut, par exemple, être déterminé à partir de valeurs cumulées, de la grandeur qui est représentative des vibrations subies par le véhicule V, qui ont été estimées lors de tests effectués avec au moins un véhicule de test similaire au véhicule V et/ou au moyen d'une caractérisation fonctionnelle des composants de la liaison au sol (comme par exemple les ressorts, les amortisseurs et les butées). Chaque message d'alerte est (ici) transmis sur le réseau de communication RC en vue d'être affiché sur l'écran EC et/ou diffusé par au moins un haut-parleur du véhicule V. A titre d'exemple, un message d'alerte peut être de type « maintenance requise pour l'organe A dans P kilomètres » ou « maintenance des organes A, B et C à effectuer dans P kilomètres ». On notera qu'un garagiste peut avoir la possibilité de récupérer les informations relatives à la maintenance avant qu'un message d'alerte ne soit affiché pour adapter la maintenance et donc éventuellement réduire le coût de celle-ci, si la durée avant la prochaine maintenance peut être rallongée (afin que le client reçoive plus tardivement un message d'alerte). Ainsi, le programme de maintenance n'est plus proposé au conducteur d'un véhicule en fonction d'une utilisation moyenne dudit véhicule, mais de façon individualisée en fonction de l'utilisation effective de ce véhicule, c'est-à-dire en prenant en compte le cumul des vibrations qu'il a subies (et qui sont notamment dues au routes et chemins empruntés et au type de conduite du conducteur). De la sorte, le conducteur d'un premier véhicule subissant beaucoup de vibrations sera alerté plus rapidement que le conducteur d'un second véhicule subissant moins de vibrations, car le risque que l'un au moins des organes sensibles du premier véhicule fasse prochainement l'objet d'un dysfonctionnement ou d'un endommagement (voire d'une casse) est plus élevé que le risque moyen prévu. Cela résulte du fait que la valeur globale cumulée VGC du premier véhicule va atteindre plus vite le seuil S que celui du second véhicule. L'estimation de chaque valeur globale cumulée VGC peut se faire de différentes manières. Ainsi, les moyens de traitement MT peuvent être agencés pour estimer chaque valeur globale cumulée VGC (de la grandeur) en fonction de sommes de données primaires élevées à la puissance quatre (4). La puissance quatre est ici utilisée pour donner plus d'importance relative aux forts niveaux. En variante, on pourrait utiliser des puissances différentes, multiples de 2, par exemple comprises entre 2 à 20. Lorsque cela est possible, chaque valeur globale cumulée VGC est préférentiellement estimée par les moyens de traitement MT en fonction d'une somme, élevée à la puissance 0,25, de trois valeurs primaires cumulées VGC; (de la grandeur), élevées à la puissance quatre, et estimées respectivement en fonction de premières (i = x), deuxièmes (i = y) et troisièmes (i = z) données primaires représentatives de mesures d'accélération effectuées dans le véhicule V respectivement dans les trois directions de l'espace X, Y et Z qui sont perpendiculaires entre elles. On a alors VGC = (VGCX4 + VGCy4 + VGC,4)°'25, où VGCX est la valeur primaire cumulée de la grandeur suivant la direction longitudinale X, VGCy est la valeur primaire cumulée de la grandeur suivant la direction transversale Y, et VGC, est la valeur primaire cumulée de la grandeur suivant la direction verticale. Par exemple, les données primaires peuvent être les mesures d'accélération non traitées (ou brutes) ai(t) effectuées à l'instant t et qui alimentent les moyens de traitement MT. L'indice i désigne ici une direction de l'espace, soit i = x, y ou z. On a alors VGC; = f((ai(t))4). Mais, il est préférable d'utiliser des données primaires qui sont chacune égale à une accélération pondérée alpe) résultant du produit d'une mesure d'accélération non traitée (ou brute) ai(t) par un coefficient de pondération wi. On a alors alpe) = ai(t) * wi et VGC; = f((ai(t) * wi)4). Cette pondération est destinée à fournir des résultats plus réalistes par rapport au dispositif empruntant les voies de circulation. Deux exemples de courbes de pondération fréquentielle (pf) en dB, référencées Cl et C2, sont illustrés sur la figure 2 en fonction de la fréquence (f) en Hz. La première courbe Cl est constituée de coefficients w, dédiés aux accélérations a, suivant la direction verticale Z, tandis que la seconde courbe C2 est constituée de coefficients wx,y dédiés aussi bien aux accélérations ax suivant la direction longitudinale X qu'aux accélérations ay suivant la direction io transversale Y. Ces courbes (de coefficients wi) sont stockées et utilisées par les moyens de traitement MT. Que l'on utilise des données primaires de type accélération brute ai(t) ou de type accélération pondérée alpe), les moyens de traitement MT peuvent être agencés pour estimer chaque valeur globale cumulée VGC en fonction 15 du résultat des sommes (ou intégrales) de données primaires élevé à la puissance 0,25. Dans ce cas, lorsque les données primaires sont des accélérations pondérées alpe), chaque valeur primaire cumulée VGC; est donnée par la relation : 025 20 où to est l'instant choisi qui constitue le début du calcul de VGC (et qui correspond à la dernière maintenance ou à la date de livraison du véhicule V), et t1 est l'instant où l'on interrompt le calcul en raison d'un arrêt de fonctionnement du groupe motopropulseur du véhicule V ou sous condition de vitesse nulle. Il est rappelé que chaque valeur globale cumulée VGC est ici 25 donnée par la relation : VGC = (VGCX4 + VGCy4+ VGC,4)°25. On notera que la grandeur VGC, définie par les relations précédentes, représente en quelque sorte la dose (ou quantité) de vibrations subies par le véhicule V depuis l'instant choisi to. On notera également que chaque fois que le groupe motopropulseur 30 du véhicule V cesse de fonctionner, les moyens de traitement MT interrompent temporairement leur estimation de la valeur globale cumulée VGC (de la grandeur). Ils disposent donc à chaque instant d'interruption t1 d'une « dernière » valeur globale cumulée VGC. Par conséquent, dès que le véhicule V est de nouveau utilisé (et donc que son groupe motopropulseur est remis en fonctionnement), les moyens de traitement MT reprennent l'estimation de la valeur globale cumulée VGC en partant de la dernière valeur globale cumulée VGC estimée. La prochaine valeur globale cumulée est alors estimée en fonction de la somme de la dernière valeur globale cumulée (correspondant à la dernière utilisation du véhicule V), et d'une nouvelle valeur globale cumulée estimée depuis le début de la nouvelle utilisation du io véhicule V. L'invention offre plusieurs avantages, parmi lesquels : - l'estimation du niveau des sollicitations réellement subies par le véhicule durant toute son utilisation effective, le déclenchement d'une alerte de maintenance préventive par rapport à un 15 dimensionnement cible fixé par le cahier des charges du véhicule, grâce au cumul en temps réel. Ce dimensionnement peut être soit la durée de vie prévue du véhicule pour un niveau de sévérité client établi par le constructeur, soit une durée inférieure à cette durée de vie lorsque des organes peuvent s'user, 20 - une minimisation des coûts des opérations de maintenance, tant pour les propriétaires des véhicules que pour les services après-vente. REVENDICATIONS1. Dispositif d'alerte (D) pour un véhicule (V) propre à subir des vibrations lorsqu'il circule, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de traitement (MT) agencés pour estimer une valeur globale cumulée d'une grandeur représentative de vibrations subies par ledit véhicule (V) depuis un instant choisi, en fonction de données primaires représentatives de mesures d'accélération effectuées dans ledit véhicule (V) lorsqu'il circule, et des 1 o moyens d'alerte (MA) agencés pour générer un message d'alerte lorsque ladite valeur globale cumulée estimée est supérieure à un seuil prédéfini fonction dudit véhicule (V). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement (MT) sont agencés pour estimer ladite valeur globale 15 cumulée en fonction de sommes de données primaires élevées à la puissance quatre. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement (MT) sont agencés pour estimer ladite valeur globale cumulée en fonction du résultat desdites sommes élevé à la puissance 0,25. 20 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement (MT) sont agencés pour utiliser des données primaires égales au produit d'une mesure d'accélération par un coefficient de pondération choisi. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que 25 lesdits moyens de traitement (MT) sont agencés pour estimer ladite valeur globale cumulée en fonction d'une somme, élevée à la puissance 0,25, de trois valeurs primaires cumulées de la grandeur, élevées à la puissance quatre, et estimées respectivement en fonction de premières, deuxièmes et troisièmes données primaires représentatives de mesures d'accélération 30 effectuées dans ledit véhicule (V) respectivement dans trois directions de l'espace perpendiculaires entre elles. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement (MT) sont agencés pour estimer ladite valeurglobale cumulée en fonction d'une somme d'une dernière valeur globale cumulée, estimée depuis ledit instant choisi jusqu'à une dernière utilisation dudit véhicule (V), et d'une nouvelle valeur globale cumulée estimée depuis le début d'une nouvelle utilisation dudit véhicule (V). 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit seuil prédéfini résulte de valeurs globales cumulées de ladite grandeur estimées lors de tests effectués avec au moins un véhicule de test similaire audit véhicule (V). 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il 10 comprend des moyens de mesure (MM) agencés pour effectuer lesdites mesures d'accélération. 9. Véhicule (V) propre à subir des vibrations lorsqu'il circule, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'alerte (D) selon l'une des revendications précédentes. 15 10. Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il est de type automobile.