Brevet FR3043624A1 — publié le 20170519

Mesure du taux de patinage La présente invention concerne un procédé de mesure du taux de patinage pour un véhicule automobile. L'invention concerne également un système de mesure du taux de patinage pour mettre en oeuvre le procédé de mesure, ainsi qu'un système de télégonflage comprenant un tel système de mesure. Le patinage est une conséquence de la circulation d'un véhicule automobile, par exemple un véhicule agricole tel qu'un tracteur, sur un sol meuble, comme par exemple un champ, alors que la pression interne des pneumatiques des roues du véhicule est inadaptée. Une des conséquences immédiates du patinage est une surconsommation de carburant due à une motricité moins efficace. En effet, le patinage est la première cause de surconsommation de carburant dans les activités agricoles, et le carburant, tel que du gasoil, est la plus importante source de coût pour un utilisateur de tracteur. A l'inverse, la circulation sur route d'un véhicule automobile dont la pression interne des pneumatiques est insuffisante est source de risques, notamment à cause des difficultés à contrôler sa trajectoire. De plus, une telle circulation peut entraîner une destruction des pneumatiques, dont le remplacement forme la deuxième plus importante source de coût pour un utilisateur de tracteur. L'utilisation seule d'une pression intermédiaire entre les valeurs recommandées dans les champs et les valeurs recommandées sur route ne permet pas de résoudre ces de manière satisfaisante. Une des solutions apportées à ces problèmes est l'utilisation d'un système de télégonflage, permettant de modifier la pression interne des pneumatiques du véhicule directement depuis la cabine pilotage, généralement entre plusieurs valeurs préenregistrées. L'ajout d'un tel système est particulièrement utile pour des véhicules susceptibles d'alterner entre des phases de circulation dans un champ, où des pressions basses (typiquement inférieures à 1 bar) sont recommandées pour une bonne adhérence et un patinage réduit, et des phases de circulation sur route, où des pressions plus élevées sont nécessaires, à la fois pour la tenue des pneus, l'efficacité de la motricité et le bon contrôle des trajectoires. L'utilisation d'un système de télégonflage permet typiquement de réduire la consommation de gasoil d'un tracteur de 10 à 15%, permettant des économies substantielles et une réduction de l'impact environnemental de l'exploitation. Le contrôle de la pression des pneumatiques lors du travail dans les champs permet également d'élargir la période de l'année dans laquelle les champs sont 3043624 2 praticables, en améliorant la motricité, ce qui permet de commencer à travailler plus tôt et de finir plus tard dans la saison). De plus, la circulation dans les champs avec une pression de pneumatiques suffisamment faible permet d'améliorer la préservation de sols, et ainsi d'augmenter les 5 rendements agronomiques. L'utilisation d'un système de télégonflage augmente également la sécurité de la circulation sur route et permet de réduire l'usure des pneumatiques en ayant une pression interne des pneumatiques adaptée aux conditions. Un tel système de télégonflage peut encore être amélioré. En effet, l'utilisateur n'a 10 pas d'informations précises sur le patinage du véhicule pendant son utilisation et n'est pas averti en cas de patinage excessif. De plus, les systèmes de télégonflage actuels proposent un nombre limités d'options, qui peut être augmenté pour permettre plus de souplesse d'utilisation. Ainsi, un des buts de l'invention est de fournir une mesure en temps réel du taux 15 de patinage du véhicule à l'utilisateur. Un autre but de l'invention est de fournir un système de télégonflage proposant plus d'options de configurations de pression à l'utilisateur, afin de pouvoir s'adapter à un plus grand nombre de circonstances d'utilisation. A cet effet, la présente invention concerne un procédé de mesure du taux de 20 patinage d'un véhicule automobile au cours du déplacement de ce véhicule, comportant les étapes suivantes : - mesure d'une vitesse de déplacement réelle Vr du véhicule par rapport au sol ; - mesure de la vitesse de rotation d'au moins une roue du véhicule ; - détermination d'une vitesse théorique de roulement Vth, produit de la vitesse de 25 rotation d'au moins une roue du véhicule par la circonférence de ladite roue du véhicule ; - calcul du taux de patinage Tpat selon la formule : Tpat = 1 - Vr/ Vth Le procédé selon l'invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon tout combinaison techniquement possible : 30 - la mesure de la vitesse de déplacement réelle du véhicule par rapport au sol est obtenue par géolocalisation du véhicule en temps réel ; - la circonférence de roulement des roues du véhicule est obtenue au cours d'une étape préalable d'étalonnage, réalisée sur route, avec une pression d'étalonnage dans le pneumatique d'au moins une roue lors de l'étape d'étalonnage égale à une pression 35 d'utilisation dans le pneumatique de ladite roue lors de l'utilisation ultérieure du véhicule ; 3043624 3 - la circonférence de roulement est ajustée par un coefficient tenant compte de la hauteur des crampons d'au moins une roue, lorsque le véhicule est utilisé sur un sol meuble ; - le procédé comprend une étape de mesure de la pression dans le pneumatique 5 d'au moins une roue du véhicule et un ajustement de la circonférence de roulement utilisée dans le calcul de la vitesse théorique Vth du véhicule en fonction de la pression mesurée ; - le procédé comprend une étape de comparaison de la valeur de taux de patinage mesurée à une valeur seuil prédéfinie. 10 - le procédé comprend une étape d'ajustement de la pression dans les pneumatiques d'au moins une roue du véhicule si le taux de patinage mesuré dépasse la valeur seuil et si la pression dans le pneumatique de ladite roue du véhicule n'est pas adaptée, pour que le taux de patinage redescende à une valeur inférieure ou égale à la valeur seuil et/ou une étape d'avertissement de l'utilisateur quand la valeur de taux de 15 patinage mesurée dépasse la valeur seuil. L'invention a également pour objet un système de mesure du taux de patinage apte à mesurer le taux de patinage d'un véhicule automobile, comprenant : - un système de géolocalisation, apte à fournir une mesure de la vitesse au sol du véhicule en temps réel ; 20 - un capteur de mesure de la vitesse de rotation des roues du véhicule ; - une mémoire propre à stocker des informations, ces informations comprenant la circonférence de roulement des roues du véhicule ; - un processeur propre à exécuter des programmes informatiques. L'invention a également pour objet un système de télégonflage comprenant un 25 système de mesure du taux de patinage, ainsi qu'un capteur de pression apte à mesurer la pression dans les pneumatiques des roues. Le système de télégonflage selon l'invention peut comprendre la caractéristique suivante : - le système comporte un compresseur propre à faire varier la pression dans les 30 pneumatiques du véhicule entre au moins deux valeurs prédéterminées, comprenant au moins une valeur de pression de roulement dans les champs et une valeur de pression de roulement sur route. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur 35 lesquels : 3043624 4 - La figure 1 est une représentation d'un véhicule automobile agricole équipé d'un système de télégonflage selon l'invention. - La figure 2 est une représentation graphique des plages de vitesse au sol et de vitesse théorique et des limites associées aux différentes alarmes d'un procédé de 5 mesure du taux de patinage selon l'invention. Le procédé de mesure du taux de patinage décrit ici est exécuté par un système de télégonflage 10 selon l'invention. Ce système est propre à équiper un véhicule automobile 12, notamment un véhicule agricole tel qu'un tracteur, comme représenté sur la figure 1. Ce véhicule 12 peut être utilisé pour déplacer une remorque 14, ou bien muni 10 d'outils d'utilisation courante dans une exploitation agricole, ou autre. Le véhicule 12 est muni d'au moins une roue 16, elle-même équipée d'un pneumatique 18, généralement sans chambre, ou « tubeless ». Le volume intérieur du pneumatique 18 est rempli d'air sous une pression interne prédéterminée. Avantageusement, la roue 16 est munie sur sa surface externe de roulement, c'est-à-dire 15 sa surface destinée à être en contact avec le sol lors du déplacement du véhicule, de crampons 19, propre à améliorer l'adhérence de la roue 16 sur un sol meuble. De façon classique, le véhicule automobile 12 comprend quatre roues, ou plus. Selon l'invention, le système de télégonflage 10 comporte un compresseur, apte à faire varier la pression d'air dans le volume intérieur du ou des pneumatiques 18, ainsi 20 qu'un capteur de pression, propre à mesurer la pression d'air dans le volume intérieur du ou des pneumatiques 18. Le véhicule 12 comporte de plus un moteur apte à mettre en rotation la ou les roues 16, avec une vitesse de rotation contrôlée par l'utilisateur, de sorte à faire se déplacer le véhicule. Le véhicule 12 comporte également une cabine 24, 25 avantageusement fermée et à même d'abriter l'utilisateur, par exemple des intempéries ou de la température extérieure. Le véhicule 12 est apte à se déplacer sur un sol meuble 26, par exemple un champ, ou sur une surface dure, par exemple une route. A cet effet, il est apte à adopter une allure lente sur le sol meuble 26, par exemple comprise entre 4 km/h et 12 km/h et 30 une allure plus rapide sur la surface dure, par exemple comprise entre 20 km/h et 40 km/h, ou plus. La cabine 24 contient les instruments de pilotage du tracteur, comprenant par exemple un volant, des commandes de freins et un levier de vitesse. Selon l'invention, la cabine 24 contient également l'électronique associée au système de télégonflage 10, 35 ainsi que les moyens de commande de ce système. 3043624 5 Le système de télégonflage 10 comprend un système de mesure du taux de patinage, qui comprend un dispositif de géolocalisation (« Ground Positioning System » en anglais, ou GPS), apte à mesurer la localisation du véhicule 12 en temps réel en communicant par le biais d'une antenne 34 avec plusieurs satellites, ainsi qu'à calculer la 5 vitesse de déplacement réelle Vr au sol du véhicule 12 à partir des variations de la position du véhicule 12 en fonction du temps. Le système de calcul de taux de patinage comporte également un capteur de vitesse, apte à mesurer la vitesse de rotation d'au moins une roue 16 du véhicule 12. Selon un exemple, le capteur est apte à mesurer la vitesse de rotation d'une roue arrière 10 du véhicule. Le système de calcul de taux de patinage comporte également une mémoire apte à stocker des informations, notamment des informations concernant le véhicule 12, la remorque 14 ou les outils, et plus particulièrement la circonférence de roulement de la ou des roues 16. 15 Cette circonférence de roulement peut être directement mesurée sur la ou les roues 16, ou avantageusement étalonnée en mesurant la vitesse réelle de déplacement Vr du véhicule 12 sur une route, où le patinage est considéré comme nul, avec une pression dans les pneumatiques 18 des roues 16 correspondant à une pression d'utilisation sur sol meuble, et en divisant cette vitesse réelle Vr mesurée par la vitesse de 20 rotation des roues 16 fournie par le capteur de vitesse. La circonférence de roulement est ensuite stockée dans la mémoire. Lors d'une utilisation du véhicule 12 sur sol meuble, la circonférence de roulement employée dans le calcul de la vitesse théorique est ajustée par un coefficient prenant en compte la hauteur des crampons 19, qui s'enfoncent dans le sol meuble et réduisent ainsi 25 la circonférence de roulement de la roue 16. Ce coefficient est généralement compris entre 0,9 et 1, par exemple 0,95. Le système de calcul du taux de patinage comprend également un calculateur, apte à effectuer des calculs et à exécuter des programmes informatiques. Notamment, ce calculateur est apte à calculer le produit de la circonférence de roulement issue de la 30 mémoire par la vitesse de rotation des roues mesurée par le capteur pour calculer la vitesse théorique Vth du véhicule 12, qui est la vitesse instantanée du point de contact de la surface du ou des pneumatiques 18 par rapport au sol. Le calculateur est également apte à calculer le taux de patinage Tpat du véhicule 12 par l'équation suivante : 35 Tpat = 1 - Vr Vth 3043624 6 Le système de télégonflage 10 comporte un afficheur situé dans la cabine 24, permettant de fournir l'information du taux de patinage en temps réel à l'utilisateur du véhicule 12. Selon un mode de réalisation, le système de télégonflage permet de déclencher une alarme de patinage apte à avertir l'utilisateur, par exemple par un signal 5 visible et/ou audible, si le taux de patinage calculé dépasse une valeur seuil 'seuil prédéterminée et stockée dans la mémoire. La valeur seuil est déterminée pour que lorsque le taux de patinage reste inférieur ou égal à cette valeur, la surconsommation de carburant soit limitée, voire nulle. Une telle valeur est par exemple comprise entre 8 % et 10 %. 10 Selon un mode de réalisation, prévu en variante ou en plus du mode de réalisation décrit ci-dessus, le système de télégonflage 10 est apte à modifier la pression dans les pneumatiques 18 par le biais du compresseur 20, sur commande de l'utilisateur, selon les consignes liant pression, vitesse et charge du véhicule, quand le taux de patinage mesuré dépasse la valeur seuil, afin d'avoir une pression plus adaptée dans les pneumatiques 18 15 et ainsi de réduire le taux de patinage du véhicule 12, jusqu'à ce qu'il soit à nouveau inférieur ou égal à la valeur seuil. Le système de télégonflage 10 peut également comporter une alarme de vitesse, apte à avertir l'utilisateur, par exemple par un signal visible et/ou audible, si la vitesse réelle au sol Vr calculée par le dispositif de géolocalisation dépasse une valeur seuil Vseuil 20 prédéterminée et stockée dans la mémoire. Avantageusement, le système dispose de plusieurs valeurs de vitesse seuil différentes, par exemple deux valeurs, la première correspondant à la circulation dans un champ et la deuxième à la circulation sur route, et l'utilisateur peut sélectionner la valeur pertinente par rapport à l'utilisation en cours du véhicule. 25 Le système de télégonflage 10 comporte également un régulateur de pression, apte à contrôler le compresseur pour réguler la pression d'air dans le volume intérieur du ou des pneumatiques 18 autour d'une valeur de consigne renseignée par l'utilisateur. Différentes valeurs de consigne de pression sont stockées dans la mémoire et l'utilisateur peut alterner entre elles en fonction des conditions d'utilisation du véhicule 12. 30 Par exemple, la mémoire contient au moins une valeur de pression adaptée à la circulation sur le sol meuble 26, par exemple dans un champ, et au moins une valeur de pression différente adaptée à la circulation sur la surface dure, par exemple sur une route. Avantageusement, la mémoire contient en plus des valeurs de pression différentes suivant les outils portés ou traînés. 35 La figure 2 est un graphique représentant les différentes plages de vitesse réelle et de vitesse théorique accessibles par le véhicule, qui comporte plusieurs domaines et 3043624 7 permet de clarifier les apports du système selon l'invention à la conduite d'un véhicule automobile. La droite 100 est définie par à l'équation Vr = Vth, et correspond à un taux de patinage nul. Tous les points au-dessus de cette droite correspondent à un taux de 5 patinage négatif, donc une vitesse au sol supérieure à la vitesse théorique. La droite 102 est définie par l'équation Vr = TSeUil X Vth, et correspond à la limite de déclenchement de l'alarme de patinage. La droite 104 est définie par l'équation Vr = Vseuil, et correspond à la limite de déclenchement de l'alarme de vitesse qui s'applique, selon que le véhicule est utilisé sur 10 la route ou dans un champ. Les trois droites définissent les domaines suivants, correspondants à des couples de vitesses (Vth,Vr) accessibles par le véhicule : - le domaine 110 correspondant aux couples (Vth,Vr) pour lesquels seule l'alarme de vitesse se déclenche ; 15 - le domaine 112 correspondant aux couples (Vth,Vr) pour lesquels seule l'alarme de patinage se déclenche ; - le domaine 114 correspondant aux couples (Vth,Vr) pour lesquels les alarmes de patinage et de vitesse se déclenchent ; - le domaine 116 correspondant aux couples (Vth,Vr) relatifs à une circulation 20 normale et pour lesquels aucune alarme ne se déclenche. REVENDICATIONS1. Procédé de mesure du taux de patinage d'un véhicule automobile (12) au cours du déplacement de ce véhicule (12), comportant les étapes suivantes : - mesure d'une vitesse de déplacement réelle Vr du véhicule (12) par rapport au sol (26) ; - mesure de la vitesse de rotation d'au moins une roue (16) du véhicule (12). - détermination d'une vitesse théorique de roulement Vth, produit de la vitesse de rotation d'au moins une roue (16) du véhicule (12) par la circonférence de ladite roue (16) du véhicule (12) ; - calcul du taux de patinage Tpat selon la formule : Tpat = 1 - Vr/ Vth ; 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la mesure de la vitesse de déplacement réelle du véhicule (12) par rapport au sol (26) est obtenue par géolocalisation du véhicule (12) en temps réel ; 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel la circonférence de roulement des roues (16) du véhicule (12) est obtenue au cours d'une étape préalable d'étalonnage, réalisée sur route, avec une pression d'étalonnage dans le pneumatique (18) d'au moins une roue (16) lors de l'étape d'étalonnage égale à une pression d'utilisation dans le pneumatique (18) de ladite roue (16) lors de l'utilisation ultérieure du véhicule (12). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la circonférence de roulement est ajustée par un coefficient tenant compte de la hauteur des crampons (19) d'au moins une roue (16), lorsque le véhicule (12) est utilisé sur un sol meuble (26). 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant : - une étape de mesure de la pression dans le pneumatique (18) d'au moins une roue (16) du véhicule (12) ; - un ajustement de la circonférence de roulement utilisée dans le calcul de la vitesse théorique Vth du véhicule (12) en fonction de la pression mesurée. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape de comparaison de la valeur de taux de patinage mesurée à une valeur seuil prédéfinie. 7. Procédé selon la revendication 6, comprenant une étape d'ajustement de la pression dans les pneumatiques (18) d'au moins une roue (16) du véhicule (12) si le taux de patinage mesuré dépasse la valeur seuil et si la pression dans le pneumatique (18) de ladite roue (16) du véhicule (12) n'est pas adaptée, pour que le taux de patinage 3043624 9 redescende à une valeur inférieure ou égale à la valeur seuil et/ou une étape d'avertissement de l'utilisateur quand la valeur de taux de patinage mesurée dépasse la valeur seuil. 8. Système de mesure du taux de patinage apte à mesurer le taux de patinage 5 d'un véhicule automobile (12), comprenant : - un système de géolocalisation, apte à fournir une mesure de la vitesse au sol du véhicule (12) en temps réel ; - un capteur de mesure de la vitesse de rotation des roues du véhicule ; - une mémoire propre à stocker des informations, ces informations comprenant la 10 circonférence de roulement des roues (16) du véhicule ; - un processeur propre à exécuter des programmes informatiques ; caractérisé en ce que le système est apte à mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4. 9. Système de télégonflage (10) comprenant un système de mesure du taux de 15 patinage selon la revendication 8, ainsi qu'un capteur de pression apte à mesurer la pression dans les pneumatiques (18) des roues (16). 10. Système de télégonflage (10) selon la revendication 9, comprenant un compresseur propre à faire varier la pression dans les pneumatiques (18) du véhicule (12) entre au moins deux valeurs prédéterminées, comprenant au moins une valeur de 20 pression de roulement dans les champs et une valeur de pression de roulement sur route.