Brevet FR3052420A1 — publié le 20171215

L'invention concerne le domaine de l'automobile et concerne plus particulièrement un procédé de détermination de l'état d'une route à partir d'un capteur de mesure monté dans une roue d'un véhicule automobile. Dans un véhicule automobile, il est connu d'utiliser un certain nombre de 5 capteurs pour mesurer différents paramètres. Il est notamment connu de monter dans chaque roue du véhicule une unité électronique de mesure comprenant un ou plusieurs capteurs permettant de mesurer un ou plusieurs paramètres. Une telle unité électronique de mesure est généralement montée à l'intérieur du pneu, sur la face interne de la bande de roulement, ou bien sur la 10 valve de gonflage. Cette unité mesure des paramètres et les envoie en tout ou partie à un calculateur du véhicule afin qu'il détermine un état de la roue ou du véhicule. A titre d'exemple, une telle unité électronique de mesure peut permettre de mesurer l'accélération de la roue, les chocs subis par la roue ou bien la pression du pneu afin de déterminer respectivement la vitesse du véhicule, sa charge ou un défaut de 15 gonflage de la roue. Dans ces applications, les fréquences centrales utilisées sont de l'ordre de quelques Hertz, par exemple de 7,8 Hz lorsque le véhicule roule à environ 60 km/h. En fonction de la qualité de la route, certaines fonctions propres à l'unité électronique de mesure doivent pouvoir être activées ou non, ou voir leurs paramètres de 20 fonctionnement adaptés. A titre d'exemple, pour une mesure de la charge du véhicule, on peut vouloir adapter la valeur des paramètres d'un filtre de traitement du signal mesuré, mis en oeuvre par l'unité électronique de mesure, ou les seuils de charge selon les caractéristiques de la route. Il n'existe pas aujourd'hui de solution permettant de déterminer la qualité de la 25 route afin d'activer certaines fonctions ou d'adapter les paramètres de fonctionnement d'une unité électronique de mesure montée dans une roue d'un véhicule automobile. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant une solution simple, fiable et efficace permettant de déterminer la qualité d'une route afin d'activer certaines fonctions ou d'adapter les paramètres de fonctionnement 30 d'une unité électronique de mesure montée dans une roue d'un véhicule automobile circulant sur ladite route. A cette fin, l'invention concerne tout d'abord un procédé de détermination du niveau de qualité d'une route à partir d'une unité électronique de mesure montée dans une roue d'un véhicule automobile circulant sur ladite route, ladite unité électronique de 35 mesure comprenant au moins un capteur apte à mesurer les vibrations perçues par la 3052420 2 bande de roulement du pneu de ladite roue, ledit procédé étant remarquable en ce qu'il comprend les étapes de : - Mesure, par le capteur, des vibrations perçues par la bande de roulement du pneu de la roue, - calcul de la puissance des vibrations mesurées à une fréquence de vibration prédéterminée appelée fréquence de distinction, - comparaison de la puissance calculée avec des valeurs de puissance prédéterminées, contenues dans une zone mémoire, caractéristiques de différents niveaux de qualité d'une route, et - détermination du niveau de qualité de la route à partir de la comparaison réalisée. La fréquence de distinction est remarquable en ce qu'elle permet de distinguer aisément les différents niveaux de qualité de la route et en ce qu'elle reste constante quelle que soit la vitesse de roulage et l'usure du pneu. Cette fréquence de distinction 15 peut toutefois varier en fonction de la nature du revêtement de la route. Selon un aspect de l'invention, la fréquence de distinction est choisie dans l'intervalle de fréquences compris entre 300 Hz et 500 Hz, de préférence entre 400 Hz et 460 Hz, de préférence encore est de l'ordre de 450 Hz. En effet, alors que les capteurs des solutions existantes sont exploités pour 20 des mesures réalisées dans la bande de fréquences comprise entre zéro et quelques Hertz dans laquelle les vibrations sont de puissance comparable pour différents niveaux de qualité de la route, opérer autour d'une fréquence située dans la bande 300-500 Hz permet de distinguer la puissance des vibrations à différents niveaux de qualité de la route. 25 Par le terme « qualité », on entend par exemple l'aspect lisse, intermédiaire ou rugueux de la route, sachant que le nombre de niveaux de qualité pourrait bien entendu être inférieur ou supérieur à trois, ou bien l'état de la route, par exemple sec ou humide. Selon un aspect de l'invention, la route est qualifiée de rugueuse ou humide 30 lorsque la puissance des vibrations est supérieure à un premier seuil de puissance prédéterminé, appelé respectivement seuil de rugosité ou d'humidité. Selon un autre aspect de l'invention, la route est qualifiée de lisse ou sèche lorsque la puissance des vibrations est inférieure à un deuxième seuil de puissance prédéterminé, inférieur au premier seuil de puissance et appelé respectivement seuil de 35 planéité ou de sécheresse. 3052420 3 Selon un autre aspect de l'invention, la qualité de la route est dite intermédiaire lorsque la puissance des vibrations est comprise entre le seuil de rugosité et le seuil de planéité ou respectivement entre le seuil d'humidité et le seuil de sécheresse. Les valeurs du seuil de rugosité et du seuil de planéité (respectivement du 5 seuil d'humidité et du seuil de sécheresse) peuvent varier avec l'épaisseur de la bande de roulement du pneu et la vitesse du véhicule. L'invention concerne aussi un dispositif de mesure apte à être monté dans un véhicule automobile afin de déterminer le niveau de qualité d'une route, ledit dispositif étant remarquable en ce qu'il comprend : 10 - au moins une unité électronique de mesure montée dans une roue du véhicule et comprenant au moins un capteur apte à mesurer les vibrations perçues par la bande de roulement du pneu de ladite roue, - un module de calcul de la puissance des vibrations mesurées par le capteur à une fréquence de vibration prédéterminée appelée fréquence de distinction, - un module de comparaison de la puissance calculée avec des valeurs de puissance prédéterminées, contenues dans une zone mémoire, caractéristiques de différents niveaux de qualité d'une route, et - un module de détermination du niveau de qualité de la route à partir de la comparaison réalisée. L'invention concerne enfin un véhicule automobile comprenant un dispositif de mesure tel que présenté précédemment. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront lors de la description qui suit faite en regard des figures annexées données à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquelles des références identiques sont données à des objets 25 semblables. La figure 1 illustre schématiquement une forme de réalisation d'un véhicule automobile selon l'invention. La figure 2 représente un exemple de diagramme de puissance des vibrations perçues par un véhicule roulant sur deux types de routes, 30 rugueuse et lisse, en fonction de la fréquence. - La figure 3 illustre un mode de réalisation du procédé selon l'invention. On a représenté à la figure 1 un véhicule 1 automobile comprenant quatre roues 5 et un dispositif 10 de mesure selon l'invention. Un tel dispositif de mesure 10 permet de déterminer le niveau de qualité d'une 35 route sur laquelle circule le véhicule 1. 3052420 4 Dans la forme de réalisation illustrée, le dispositif 10 comprend quatre unités électroniques de mesure 100 et un calculateur 200 connu sous le nom d'unité de contrôle électronique (ECU ou « Electronic Control Unit » en langue anglaise). Chaque unité électronique de mesure 100 est montée dans une roue 5 du 5 véhicule 1. De préférence, chaque unité électronique de mesure 100 est montée sur la bande de roulement du pneu (non représenté) de la roue 5. En variante, chaque unité électronique de mesure 100 pourrait être montée sur la valve de gonflage (non représentée) de la roue 5. Chaque unité électronique de mesure 100 comprend au moins un 10 capteur (non représenté) apte à mesurer les vibrations perçues par la bande de roulement du pneu de ladite roue 5. Un tel capteur est appelé communément « capteur de vibration ». Dans cette forme de réalisation, le calculateur 200 comprend un module de calcul 210, un module de comparaison 220 et un module de détermination 230. 15 On notera toutefois qu'en variante, l'un ou l'ensemble des modules 210, 220 et 230 pourraient être mis en oeuvre par chacune des unités électroniques de mesure 100. Le module de calcul 210 est apte à calculer la puissance des vibrations mesurées par le capteur à une fréquence de vibration prédéterminée appelée fréquence 20 de distinction. La fréquence de distinction est remarquable en ce qu'elle permet de distinguer aisément les différents niveaux de qualité de la route et en ce qu'elle reste constante quelle que soit la vitesse de roulage et l'usure du pneu. Cette fréquence de distinction peut toutefois varier en fonction de la nature du revêtement de la route. La fréquence de distinction est choisie dans l'intervalle de fréquences compris entre 300 Hz et 500 Hz, de préférence entre 400 Hz et 460 Hz, de préférence encore est de l'ordre de 450 Hz. Le module de comparaison 220 est apte à comparer une puissance calculée par le module de calcul 210 avec des valeurs de puissance prédéterminées, contenues dans une table stockée dans une zone mémoire (non représentée), caractéristique de différents niveaux de qualité d'une route. Cette zone mémoire peut par exemple être localisée dans le calculateur 200. Enfin, le module de détermination 230 est apte à déterminer le niveau de qualité de la route à partir d'une comparaison réalisée par le module de comparaison 220. En référence aux figures 2 et 3, il va maintenant être présenté un exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Dans cet exemple non limitatif, la route est qualifiée de : 3052420 5 - rugueuse lorsque la puissance des vibrations est supérieure à un premier seuil de puissance prédéterminé, appelé seuil de rugosité SR, - lisse lorsque la puissance des vibrations est inférieure à un deuxième seuil de puissance prédéterminé, inférieur au premier seuil de puissance et appelé seuil 5 de planéité Sp, et - intermédiaire lorsque la puissance des vibrations est comprise entre le seuil de rugosité SR et le seuil de planéité Sp. Les valeurs du seuil de rugosité SR et du seuil de planéité Sp peuvent varier avec l'épaisseur de la bande de roulement du pneu et la vitesse du véhicule 1. 10 Dans l'exemple de la figure 2, la valeur du seuil de planéité Sp est fixée à 5.10-1 dB et la valeur du seuil de rugosité SR est fixée à 9.10-1 dB. Dans cet exemple, la fréquence de distinction fo a été fixée à 450 Hz. Sur cette figure, il a été représenté deux passages du véhicule 1 sur une route rugueuse A puis une route lisse B à une vitesse de 60 km/h avec une bande de roulement 15 dont l'épaisseur est de 8 mm. On constate alors que les puissances des vibrations entre la route A et la route B peuvent clairement être distinguées sans ambiguïté sur l'intervalle de fréquence variant de 300 Hz à 500 Hz et particulièrement à la fréquence de distinction fo de 450 Hz. On notera que les niveaux de qualité de la route pourraient aussi concerner 20 l'état de la route, par exemple sec ou humide comme mentionné précédemment, ou tout autre paramètre caractéristique de la route adéquat. Ainsi, afin de déterminer le niveau de qualité de la route, pour au moins une des unités électroniques de mesure 100, le capteur associé mesure en temps réel les vibrations perçues par la bande de roulement du pneu de la roue 5 dans une étape El 25 (dite étape de mesure) et envoie de manière connue, sur un lien de communication L (en référence à la figure 1), ces mesures au calculateur 200 dans une étape E2 (dite étape d'envoi). Le module de calcul 210 calcule alors, dans une étape E3 (dite étape de calcul), la puissance des vibrations mesurées à la fréquence de distinction fo de 450 Hz. 30 Le module de comparaison 220 compare alors la puissance calculée avec le seuil de rugosité SR et le seuil de planéité Sp stockés dans la table de la zone mémoire dans une étape E4 (dite étape de comparaison). Enfin, le module de détermination 230 détermine alors, dans une étape E5 (dite étape de détermination), le niveau de qualité de la route à partir de la comparaison 35 réalisée par le module de comparaison 220. Dans l'exemple de la figure 2, la route A est déterminée comme étant rugueuse et la route B est déterminée comme étant lisse. 3052420 6 En fonction de la qualité de la route, certaines fonctions propres à l'unité électronique de mesure doivent pouvoir être activées ou non, ou voir leur paramètres de fonctionnement adaptés. Par exemple, pour la mesure de l'usure d'un pneu, on peut envisager de 5 mesurer la pente (c'est-à-dire le coefficient directeur) d'une fonction de transfert permettant de déterminer l'épaisseur ou l'usure du pneu. Une telle fonction de transfert peut être une fonction linéaire (y = ax + b) ou quadratique (y = ax2 + bx +c) où y représente la valeur de l'épaisseur du pneu et la pente correspond au coefficient a, ce coefficient a attendu pouvant être adapté selon les caractéristiques de route. 10 Toujours à titre d'exemple, pour une mesure de la charge du véhicule, on peut vouloir adapter les seuils de charge et la valeur d'un filtre numérique de traitement, appliqué au signal mesuré par l'unité électronique de mesure pour éliminer le bruit de la route, selon les caractéristiques de la route. On peut ainsi appliquer un filtre plus ou moins important selon la qualité de route. 15 Dans l'exposé qui précède, l'exemple est donné pour déterminer la rugosité ou la planéité d'une route, toutefois, il pourrait être appliqué de la même manière pour déterminer, respectivement, l'humidité ou la sécheresse d'une route. Il est précisé, en outre, que la présente invention n'est pas limitée aux exemples décrits ci-dessus et est susceptible de nombreuses variantes accessibles à 20 l'homme de l'art. REVENDICATIONS1. Procédé de détermination du niveau de qualité d'une route à partir d'une unité électronique de mesure (100) montée dans une roue (5) d'un véhicule automobile (1) circulant sur ladite route, ladite unité électronique de mesure (100) comprenant au moins un capteur apte à mesurer les vibrations perçues par la bande de roulement du pneu de 5 ladite roue (5), ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de : - mesure (El), par le capteur, des vibrations perçues par la bande de roulement du pneu de la roue (5), - calcul (E3) de la puissance des vibrations mesurées à une fréquence de vibration prédéterminée appelée fréquence de distinction (fo), 10 - comparaison (E4) de la puissance calculée avec des valeurs de puissance prédéterminées, contenues dans une table stockée dans une zone mémoire, caractéristiques de différents niveaux de qualité d'une route, et - détermination (E5) du niveau de qualité de la route à partir de la comparaison réalisée. 15 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la fréquence de distinction (fo) est choisie dans l'intervalle de fréquences compris entre 300 Hz et 500 Hz, 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la fréquence de distinction (fo) est choisie dans l'intervalle de fréquences compris entre 400 Hz et 460 Hz. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la fréquence de distinction (fo) 20 est de l'ordre de 450 Hz. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la route est qualifiée de rugueuse ou humide lorsque la puissance des vibrations est supérieure à un premier seuil de puissance prédéterminé, appelé seuil de rugosité (SR) ou respectivement seuil d'humidité. 25 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel la route est qualifiée de lisse ou sèche lorsque la puissance des vibrations est inférieure à un deuxième seuil de puissance prédéterminé, inférieur au premier seuil de puissance et appelé seuil de planéité (Sp) ou respectivement seuil de sécheresse. 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel la qualité de la route est dite 30 intermédiaire lorsque la puissance des vibrations est comprise entre le seuil de rugosité (SR) et le seuil de planéité (Sp). 3052420 8 8. Dispositif (10) de mesure apte à être monté dans un véhicule automobile (1) afin de déterminer le niveau de qualité d'une route, ledit dispositif (10) étant caractérisé en ce qu'il comprend : - au moins une unité électronique de mesure (100) montée dans une roue (5) du véhicule (1) et comprenant au moins un capteur apte à mesurer les vibrations perçues par la bande de roulement du pneu de ladite roue (5), - un module (210) de calcul de la puissance des vibrations mesurées par le capteur à une fréquence de vibration prédéterminée appelée fréquence de distinction (fo), - un module (220) de comparaison de la puissance calculée avec des valeurs de puissance prédéterminées, contenues dans une table stockée dans une zone mémoire, caractéristiques de différents niveaux de qualité d'une route, et - un module (230) de détermination du niveau de qualité de la route à partir de la comparaison réalisée. 9. Dispositif de mesure (10) selon la revendication 8, comprenant en outre un calculateur (200) mettant en oeuvre le module de calcul (210), le module de comparaison (220) et le module de détermination (230). 10. Véhicule automobile (1) comprenant un dispositif de mesure (10) selon l'une des revendications 8 et 9.