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Patent 2980666 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent: (11) CA 2980666
(54) English Title: METHOD FOR DETERMINING THE TEMPERATURE OF AN INTERNAL PART OF THE MATERIALS OF A TYRE
(54) French Title: METHODE DE DETERMINATION DE LA TEMPERATURE D'UNE PARTIE INTERNE DES MATERIAUX D'UN PNEUMATIQUE
Status: Granted
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • B60C 23/20 (2006.01)
  • B60C 23/04 (2006.01)
(72) Inventors :
  • SPINNLER, OLIVIER (France)
  • DONDEY, PHILIPPE (France)
(73) Owners :
  • COMPAGNIE GENERALE DES ETABLISSEMENTS MICHELIN (France)
  • MICHELIN RECHERCHE ET TECHNIQUE S.A. (Switzerland)
(71) Applicants :
  • COMPAGNIE GENERALE DES ETABLISSEMENTS MICHELIN (France)
  • MICHELIN RECHERCHE ET TECHNIQUE S.A. (Switzerland)
(74) Agent: ROBIC AGENCE PI S.E.C./ROBIC IP AGENCY LP
(74) Associate agent:
(45) Issued: 2023-12-05
(86) PCT Filing Date: 2016-03-21
(87) Open to Public Inspection: 2016-09-29
Examination requested: 2021-02-23
Availability of licence: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): Yes
(86) PCT Filing Number: PCT/FR2016/050616
(87) International Publication Number: WO2016/151226
(85) National Entry: 2017-09-22

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
1552412 France 2015-03-24

Abstracts

English Abstract

Method for evaluating thermal constraints related to the use of a tire mounted on a rim to provide an indicator informing a user of the load rating and speed rating maximums. The method includes stages during which are measured, at regular time intervals, the temperature of a carbonated liquid contained in an inner cavity of a tire, and a temperature of the rim, and is estimated a temperature in at least one internal area of the materials making up the tire, with the aid of a pre-established law relating this temperature to the temperature of the carbonated liquid contained in the inner cavity of the tire and to the temperature of the rim.


French Abstract


Procédé d'évaluation des contraintes thermiques liées à l'utilisation d'un
pneumatique monté
sur une jante de manière à fournir un indicateur permettant d'informer un
utilisateur des
limites de charge et de vitesse à ne pas dépasser. Le procédé inclut les
étapes au cours
desquelles sont mesurées à intervalles de temps réguliers une température d'un
fluide
gazeux contenu dans une cavité interne du pneumatique, ainsi qu'une
température de la
jante, et est estimée une température en au moins une zone interne des
matériaux
constitutifs du pneumatique à l'aide d'une loi pré-établie reliant cette
température à la
température du fluide gazeux contenu dans la cavité interne du pneumatique et
à la
température de la jante.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


13
REVENDICATIONS
1. Un procédé d'évaluation des contraintes thermiques liées à l'utilisation
d'un
pneumatique monté sur une jante, le procédé comprenant :
- mesurer à
intervalles de temps réguliers une température (TA,) d'un fluide gazeux
contenu dans une cavité interne du pneumatique, ainsi qu'une température (T,)
de la
jante,
- estimer une température (Tzi) en au moins une zone interne des matériaux
constitutifs du pneumatique à l'aide d'une loi pré-établie reliant cette
température (Tzr)
à la température (TAI) du fluide gazeux contenu dans la cavité interne du
pneumatique et à la température (7)) en un emplacement de la jante.
2. Le procédé selon la revendication 1, dans lequel la loi pré-établie
permettant
d'estimer la température de ladite zone interne (Tzi) des matériaux
constitutifs du
pneumatique, qui est une fonction de la température (TA/) du fluide gazeux
contenu dans la
cavité interne du pneumatique et de la température (T,) en un emplacement de
la jante, est
TZI = a = TAI aTT 2.1 ,
Tj TZIO
TTZAII
où, pour ladite zone interne donnée d'un type de pneumatique donné, aTT
sont
des coefficients déterminés expérimentalement.
3. Le procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la température
(TA/) du fluide
gazeux contenu dans la cavité interne du pneumatique et servant à l'estimation
de la
température (Tzi) de ladite zone interne d'un matériau constitutif du
pneumatique est une
température lissée (TAw.sée) résultant d'une moyenne pondérée des températures
du fluide
gazeux contenu dans la cavité interne du pneumatique mesurées sur un
intervalle de
temps donné.
4. Le procédé selon la revendication 3, dans lequel la température lissée
est déterminée
à l'aide d'une loi pré-établie :
r 1/2 (Tali=pi + Tiu1+1.19i1-1)=(ti+l¨ ti)
TAI lisseew=
Eri. 1 . 1=1/2 (Pi + Pi+i). (ti+1 ti)
Où (TA/i) représente la valeur de la température du fluide gazeux contenu dans
la cavité
interne du pneumatique mesurée au temps i, p, représente un coefficient de
pondération
(pi = 1 (t-t) i),,
et TINT représente un intervalle de temps au cours duquel on effectue au
µTiNT
Date Reçue/Date Received 2022-07-14

14
moins deux mesures de la température (TA/) du fluide gazeux contenu dans la
cavité interne
du pneumatique.
5. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel
la
température (TA,) du fluide gazeux contenu dans la cavité interne du
pneumatique servant à
l'estimation de la température (Tzi) de ladite zone interne du matériau
constitutif du
pneumatique est réajustée (TAfreard) en fonction d'une évaluation de
l'augmentation ou de la
diminution de la valeur de ladite température (TA/) sur un intervalle de temps
donné, de
manière à tenir compte d'un retard de l'évolution de la température dudit
fluide gazeux
contenu dans la cavité interne du pneumatique par rapport à la température
(Tzi) de la zone
interne du matériau constitutif du pneumatique considérée.
6. Le procédé selon la revendication 5, dans lequel, à une valeur de temps
donnée (1),
la température (TAfreard) du fluide gazeux contenu dans la cavité interne du
pneumatique
servant à l'estimation de la température (Tzi) de ladite zone interne d'un
matériau constitutif
du pneumatique est déterminée par une loi pré-établie :
TAlretard(t) = TAI(t) + T TAII (t) (i em/r)
où TAI' représente, à l'instant t, la valeur de la dérivée de TA1(0, et où,
pour une zone
interne donnée d'un type de pneumatique donné, rreprésente une période de
transfert
thermique dont la valeur est ajustée selon que la valeur TAl(r) est croissante
ou
décroissante, et At représente le temps entre deux mesures.
7. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel
le procédé
comprend :
¨ mesurer à intervalles réguliers la valeur d'une pression (P) du fluide
gazeux
contenu à l'intérieur de la cavité interne du pneumatique, ainsi que la valeur
d'une
charge (Z) portée par le pneumatique,
¨ corriger l'estimation de la valeur de la température (Tzi) de ladite zone
interne
d'un matériau constitutif du pneumatique en fonction des valeurs mesurées de
la
pression (P)et de la charge (Z).
8. Le procédé selon la revendication 7, dans lequel, à une valeur de
temps donné (t), la
loi pré-établie permettant d'estimer la température de ladite zone interne
(TZI) des
matériaux constitutifs du pneumatique, qui est une fonction de la température
(TAI) du fluide
gazeux contenu dans la cavité interne du pneumatique, de la température (7:4
en un
emplacement de la jante, de la pression P et de la charge Z, est:
Tz1= TAI
+ aTT7.7, + a;z1 = p + crIzi = Z +Tzlo
aTT Azi, =
Date Reçue/Date Received 2022-07-14

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où, pour ladite zone interne donnée d'un type de pneumatique donné, aTTAz,r,
aprzi, crzTzi,
sont des coefficients déterminés expérimentalement.
9. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel
le procédé
comprend : estimer la température interne des matériaux situés dans au moins
une des
zones du pneumatique choisie parmi une extrémité d'une nappe de travail, un
bourrelet,
une bande de roulement.
10. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le
procédé
comprend, à chaque valeur de temps (t), transmettre les valeurs mesurées de
températures (TAL, 7:1) de pression (P) et de charge (Z) à un opérateur
distant.
11. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le
procédé
comprend : transmettre ladite température interne (Tz,) d'un matériau
constitutif du
pneumatique à un opérateur distant.
12. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans
lequel le procédé
comprend : émettre une alerte lorsque ladite température interne (Tzi) du
matériau
constitutif du pneumatique dépasse un seuil donné pendant une période de temps
donnée.
13. Un dispositif pour la mise en ceuvre du procédé selon l'une quelconque des

revendications 1 à 12, dans lequel le dispositif comprend :
¨ des moyens d'échange de données avec des capteurs aptes à acquérir des
valeurs de température (TAL Tj) de charge (Z) et de pression (P) à traiter,
¨ au moins une unité de traitement informatique, et
¨ des instructions codées permettant d'exécuter les étapes du procédé.
Date Reçue/Date Received 2022-07-14

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


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WO 2016/151226 1 PCT/FR2016/050616
Méthode de détermination de la température d'une partie interne des matériaux
d'un
pneumatique
La présente invention concerne le domaine du suivi de la performance des
pneumatiques
en roulage sur un véhicule. L'invention, bien qu'elle ne soit pas limitée à
cet usage
particulier, intéresse particulièrement le suivi des pneumatiques équipant des
engins de
génie civil, tels que des dumpers, portant de lourdes charges et circulant sur
des sols
agressifs dans des carrières ou dans des mines.
Ces véhicules comprennent habituellement un train avant directeur comportant
deux roues
directrices et un train arrière, le plus souvent rigide, comprenant quatre
roues motrices
réparties deux à deux de chaque côté. Un train étant défini comme un ensemble
permettant
de relier la structure du véhicule au sol.
Les exigences de rendement conduisent les fabricants de ces engins à augmenter
autant
que possible la capacité de charge. La taille de ces véhicules est donc de
plus en plus
imposante et leur poids total en charge peut atteindre jusqu'à 600 tonnes. Il
s'en suit une
augmentation de la taille des pneumatiques, dont le diamètre peut atteindre
plusieurs
mètres.
Mais la limitation de la capacité de chargement de ce type de véhicule est le
plus souvent
imposée par la capacité des pneumatiques à supporter ces charges élevées, tout
en
permettant au véhicule de se déplacer à des vitesses compatibles avec les
exigences de
rendement.
Il en résulte que les exploitants de ces engins portent un intérêt croissant
au suivi et au
contrôle des paramètres susceptibles de modifier la performance des
pneumatiques, tels
que la nature des sols sur lesquels circulent les engins, l'inclinaison et les
rayons de
courbure des chemins empruntés, la vitesse de roulage, la charge transportée,
la
température extérieure, l'enneigement, etc...
Car tous ces facteurs ont pour effet de modifier la température des composants
en
caoutchouc formant le pneumatique.
Et, il est connu par ailleurs, que l'élévation de température de ces
composants au-delà
d'une certaine limite pendant une période de temps donnée, peut entrainer une
dégradation
des matériaux formés à base de mélanges de caoutchouc et une déchéance rapide
du
pneumatique.
Aussi, de nombreux indicateurs ont été proposés pour informer l'exploitant des
limites de
charge et de vitesse à ne pas dépasser.
Le document US6044313 propose ainsi de calculer à intervalles de temps
réguliers un

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WO 2016/151226 2 PCT/FR2016/050616
indicateur formé par le produit de la charge portée par la distance parcourue
pendant la
période séparant deux mesures, et de fournir une alerte lorsque cet
indicateur, encore
connu sous l'acronyme de TKPH, dépasse une certaine limite. Cet indicateur
présente
toutefois l'inconvénient de ne pas être sensible aux conditions particulières
vues par un
pneumatique donné et de ne pas tenir compte des conditions de roulage réelles
subies par
ce pneumatique.
Le document FR2898679 propose de corriger cette estimation en prenant en
compte un
paramètre d'utilisation du véhicule tel que sa direction, le rayon des
courbes, son
inclinaison, la largeur de la piste, ou encore un paramètre lié à son
environnement tel que
la température externe, la nature du sol, l'enneigement. L'indicateur obtenu
permet
d'évaluer avec plus de précision l'état des contraintes, mais n'est pas
suffisant pour
apprécier avec exactitude la limite au-delà de laquelle le pneumatique
subirait des dégâts
irréversibles, ce qui oblige l'exploitant à déterminer des seuils d'alerte
prenant en compte
des coefficients de sécurité, et pénalisant l'utilisation optimale de ses
engins.
Pour résoudre cette difficulté, le document W02008/046766 suggère de disposer
un
capteur de température dans les zones internes du pneumatique les plus
sensibles à
l'échauffement, telles que les extrémités de nappe, la bande de roulement ou
encore la
zone basse, et d'émettre une alerte lorsque la température mesurée excède une
valeur
limite donnée. Ce dispositif est bien sûr précis et performant, mais il
nécessite de disposer
un capteur et les moyens de transmission associés au coeur de la matière
formant le
pneumatique, ce qui peut s'avérer coûteux et délicat.
L'invention a pour objet de proposer une méthode d'évaluation des contraintes
thermiques
liées à l'utilisation d'un pneumatique fondée sur la mesure à intervalles de
temps réguliers
d'une température d'un fluide gazeux contenu dans une cavité interne du
pneumatique et
d'une température en un emplacement d'une jante sur laquelle est monté ledit
pneumatique, et sur l'estimation d'une température en au moins une zone
interne des
matériaux constitutifs du pneumatique à l'aide d'une loi préétablie reliant
cette température
à la température du fluide gazeux contenu dans la cavité interne du
pneumatique et à la
température de la jante.
La température du fluide gazeux contenu dans la cavité interne du pneumatique,
en règle
générale de l'air, évolue en fonction de la température des moyens
susceptibles de contenir
ce volume de gaz, à savoir le pneumatique lui-même et la jante sur lequel il
est monté. Le
suivi en temps réel de la température de l'air interne et de la jante peut se
faire à moindre
coût et de manière fiable. Il en résulte une approche plus précise de la
température des
composants internes formant le pneumatique permettant de déterminer avec plus

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WO 2016/151226 3 PCT/FR2016/050616
d'exactitude les limites d'usage du véhicule sur lequel est monté ledit
pneumatique. Cette
évaluation permet de surcroit de faire un suivi individuel de chacun des
pneumatiques dans
ses conditions réelles d'exploitation.
Le procédé selon l'invention peut aussi comprendre isolément ou en combinaison
les
caractéristiques suivantes :
¨ la loi pré-établie permettant d'estimer la température Tzi de ladite zone
interne
des matériaux constitutifs du pneumatique est une loi qui est une fonction de
la
température TAI du fluide gazeux contenu dans la cavité interne du pneumatique
et de
la température 1, en un emplacement de la jante du type :
10Tz
Tzi = at TZ
TAI '_L , I '_L
'ZIO
où, pour une zone interne donnée d'un type de pneumatique donné, aTT Al, a iT
z
TT j zio
sont des coefficients déterminés expérimentalement.
¨ la température du fluide gazeux contenu dans la cavité interne du
pneumatique
servant à l'estimation de la température d'une zone interne d'un matériau
constitutif
du pneumatique est une température lissée T
résultant d'une moyenne
pondérée des températures du fluide gazeux contenu dans la cavité interne du
pneumatique, mesurées sur un intervalle de temps donné.
¨ la température lissée est déterminée à l'aide d'une loi pré-établie du
type :
111'1_1 1 / 2 (TAI, = Pi + TAIi+i=Pi+1).(ti+1¨ ti)
TAI lissee
E 'J'III. 1/2 (Pi + Pi+1).(ti+1¨ ti)
où TA4 représente la valeur de la température du fluide gazeux contenu dans la
cavité
interne du pneumatique mesurée au temps tõ p, représente un coefficient de
pondération (pi = 1 ¨ et TINT
représente un intervalle de temps au cours
TINT
duquel on effectue au moins deux mesures de la température de l'air contenu
dans la
cavité interne du pneumatique.
¨ la température du fluide gazeux contenu dans la cavité interne du
pneumatique
servant à l'estimation de la température d'une zone interne du matériau
constitutif du
pneumatique est réajustée en fonction de l'évaluation de l'augmentation ou de
la
diminution de la valeur de la température sur un intervalle de temps donné de
manière à tenir compte du retard de l'évolution de la température dudit fluide
gazeux
contenu dans la cavité interne du pneumatique par rapport à la température de
la
zone interne du matériau constitutif du pneumatique considérée.
¨ à une valeur de temps donnée, la température du fluide gazeux contenu dans
la
cavité interne du pneumatique servant à l'estimation de la température de la
zone

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WO 2016/151226 4 PCT/FR2016/050616
interne d'un matériau constitutif du pneumatique est déterminée par une loi
pré-
établie du type :
TAIretard(t) = TAI(t) T = TA1(t) = (1 ¨ et/r)
où TA/ représente, à l'instant t, la valeur de la dérivée de TAI, et où, pour
une zone
interne donnée d'un type de pneumatique donné, 2 représente une période de
transfert thermique dans la zone interne considérée dont la valeur est ajustée
selon
que la valeur TA/(t) est croissante ou décroissante, At représente le temps
entre deux
mesure.
¨ on prévoit les étapes supplémentaires au cours desquelles :
o on mesure à intervalles réguliers la valeur d'une pression du fluide gazeux
contenu à l'intérieur de la cavité interne du pneumatique, ainsi que la valeur

d'une charge portée par le pneumatique,
o on corrige l'estimation de la valeur de la température d'une
zone interne d'un
matériau constitutif du pneumatique en fonction des valeurs mesurées de la
pression et de la charge.
¨ à une valeur de temps donné, la loi pré-établie permettant d'estimer la
température Tzi de ladite zone interne des matériaux constitutifs du
pneumatique est
une loi qui est une fonction de la température TAI du fluide gazeux contenu
dans la
cavité interne du pneumatique, de la température 1, en un emplacement de la
jante,
de la pression P et de la charge Z, du type :
TZI = aTT Al = TAI a'. T] + apTzl = P + azTzl = Z +Tzio
où, pour une zone interne donnée d'un type de pneumatique donné, aTT
Azil,apTzt ,azTzi
Tz10 sont des coefficients déterminés expérimentalement.
¨ on estime la température interne des matériaux constitutifs du
pneumatique
situés dans au moins une des zones du pneumatique choisie parmi une extrémité
d'une nappe de travail, un bourrelet, une bande de roulement.
¨ à chaque valeur de temps on transmet les valeurs mesurées de températures de
pression et de charge à un opérateur distant.
¨ on transmet ladite température interne d'un matériau constitutif du
pneumatique à
un opérateur distant.
¨ on émet une alerte lorsque ladite température interne du matériau
constitutif du
pneumatique dépasse un seuil donné pendant une période de temps donnée.
L'invention prévoit également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé
comprenant :
¨ des moyens d'échange de données avec des capteurs aptes à acquérir des

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WO 2016/151226 5 PCT/FR2016/050616
valeurs de température de charge et de pression à traiter,
¨ au moins une unité de traitement informatique, et
¨ des instructions codées permettant d'exécuter les étapes du procédé.
L'invention prévoit enfin un logiciel comprenant des éléments de code
programmés pour la
mise en oeuvre du procédé lorsque ledit logiciel est chargé dans une unité de
traitement
informatique et exécuté par ladite unité de traitement ce logiciel peut se
présenter sous la
forme d'un produit enregistré sur un support lisible par une unité de
traitement informatique,
comprenant des éléments de code programmés.
L'invention sera mieux comprise à la lecture des figures annexées, qui sont
fournies à titre
d'exemples et ne présentent aucun caractère limitatif, dans lesquelles :
¨ la figure 1 représente une vue en coupe schématisée d'un pneumatique
monté
sur sa jante,
¨ la figure 2 représente l'évolution d'un coefficient de pondération pi
dans un
intervalle de temps TINT,
¨ la figure 3 représente un diagramme permettant de comparer la valeur de la
température interne des matériaux situés en bordure de l'extrémité des nappes
sommet estimée à l'aide du procédé selon l'invention et la température dans
cette
même zone intérieure mesurée à l'aide d'un thermocouple expérimental inséré
dans
le pneumatique.
Dans ce qui suit, les valeurs numériques données à titre d'exemple et
permettant de
supporter la description de l'invention ont été obtenues pour un pneumatique
de type 40.00
R 57 XDR B4 de marque MichelinTM. De même, dans les exemples numériques, les
valeurs
de températures sont exprimées en degrés Celsius, les valeurs de pressions en
bars, et les
valeurs de charges en tonnes (métriques).
La demi-coupe illustrée à la figure 1 permet de visualiser un pneumatique 1
formé d'un
assemblage de matériaux à base de caoutchouc et de renforts, généralement
métalliques,
comprenant une nappe de renfort carcasse 2 joignant par ses deux extrémités
une zone
bourrelet 4 au niveau de laquelle s'établit la liaison entre le pneumatique 1
et la jante 6.
Dans le cas d'espèce, la nappe 2 est ancrée autour d'une tringle 41. Le sommet
du
pneumatique comprend une bande de roulement 5 dont la partie externe est
destinée à
venir en contact avec le sol. Cette partie sommet est renforcée par des nappes
métalliques
3 formées de tronçons de fils unitaires, généralement métalliques, enrobés
dans du
caoutchouc et faisant un angle donné avec la direction circonférentielle.
Le fluide gazeux est contenu dans la cavité interne 8 délimitée par les parois
internes du
pneumatique 1 et de la jante 6.

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WO 2016/151226 6 PCT/FR2016/050616
En mode d'usage normal, le pneumatique est gonflé avec un fluide à l'état
gazeux. Le fluide
le plus couramment utilisé est bien sûr de l'air atmosphérique, mais on peut
tout aussi bien
envisager de gonfler le pneumatique avec de l'azote ou avec un gaz inerte de
plus forte
densité de manière à limiter les fuites et les risques d'oxydation des
renforts métalliques.
En fonction des conditions de roulage imposées au pneumatique, certaines zones
internes
sont amenées à s'échauffer plus vite que d'autres. Cela est particulièrement
le cas de la
zone située à l'extrémité N des nappes de renfort 3, ou de la zone C située au
centre du
pneumatique à la base des pains de gomme formant la sculpture de la bande de
roulement, ou encore de la zone interne B du bourrelet.
La mesure de la température TAI, ou de la pression de l'air interne contenu
dans le
pneumatique se fait de manière connue à l'aide d'un dispositif 71 de type TPMS
(Tyre
Pressure Monitoring System) qui estime à intervalles de temps réguliers la
pression et la
température régnant à l'intérieur de la cavité interne du pneumatique. Les
valeurs de
pression et de température sont transmises par radio fréquence à un receveur
disposé
dans la cabine du véhicule, et peuvent aussi être expédiées à un receveur
distant tel qu'un
poste de commande opérationnel dans lequel sont concentrés les moyens de
pilotage de la
flotte d'engin oeuvrant dans une mine.
Le capteur 71 peut être implanté à titre d'exemple sur la partie basse de la
paroi interne du
flanc du pneumatique.
La mesure de la température I, de la jante 6 peut se faire également à l'aide
d'un capteur
de température 72. Ce capteur peut être de même type que le précédent. Dans
l'exemple
supporté par la figure 1, le capteur 72 est situé à l'intérieur de la cavité
interne 8. Il est collé
à un emplacement situé entre les deux accrochages de la partie basse du
pneumatique.
Cette disposition, non limitative, permet d'isoler le capteur de température
des agressions
extérieures. Mais il est également tout à fait possible de disposer le capteur
72 sur une
partie de la jante située à l'extérieur de la cavité interne 8, à un
emplacement représentatif
des échanges de chaleur entre l'air de la partie interne et l'air externe et
passant par la
jante.
La mesure de la température de l'air interne TAI ou de la température de la
jante 1, est
effectuée à intervalles de temps réguliers, par exemple toutes les minutes.
Il a été mis en évidence qu'une loi linéaire du type :
TZI = aTTAZI1 = TAI+ aTT JZII _L
, T T
`.1 ' (a)
constituait une bonne approche de la relation entre la température de l'air
interne TAI, la
température de la jante 1, et la température Tz1 d'une zone interne zi des
matériaux

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WO 2016/151226 7 PCT/FR2016/050616
constitutifs de la partie interne du pneumatique et cités précédemment.
Dans cette loi, aTT aTT7,Tz10, sont des coefficients déterminés
expérimentalement pour
une zone interne donnée d'un type de pneumatique donné.
Toutefois on observe que les valeurs de température, en particulier la valeur
de la
température de l'air interne, peuvent connaître des variations instantanées
qui ne sont pas
engendrées par un apport de calories provenant d'une élévation ou de la
diminution de la
température interne des composants formant le pneumatique.
Aussi, il s'avère utile de procéder à un lissage de ces valeurs de température
sur une
période de temps TINT
donnée, en pondérant les valeurs de température mesurées pendant
cette période d'un coefficient pi évoluant linéairement de 0 à 1 sur
l'intervalle de temps,
comme représenté sur le schéma de la figure 2:
(b)
TINT
On obtient alors une valeur de la température lissée sur la période de temps
résultant des n
mesures effectuée pendant cette période TINT, et pour laquelle l'influence
des mesures les
plus anciennes décroit.
Ainsi, à titre d'exemple la valeur de la température de l'air interne TAI
utilisée dans la
formule de calcul (a) devient :
rii=-111/2 ti)
TAI lissee0)¨ (c)
E7iL-11.1/2 i+1-ti)
La valeur de cette période de lissage TINT
peut utilement être de l'ordre de 30 à 40 minutes.
La valeur de la température de la jante peut également faire l'objet d'un
lissage avec le
même coefficient de pondération et sur la même période de temps.
T; est alors remplacé dans la formule (a) par la valeur nlissé
ril_-11 1 I 2 (T j..pi+ T t
Tilissee0)¨ Ei
ni1.1121 (pi pi+i).(ti+1_ti) (d)
Un autre phénomène nécessite également d'être pris en compte de manière à
améliorer la
fiabilité du résultat obtenu, et réside dans le fait que l'énergie thermique
générée dans une
zone interne d'un matériau constitutif du pneumatique met un certain temps
pour
progresser vers la surface intérieure et pour échanger thermiquement avec
l'air contenu
dans la cavité interne du pneumatique Ce phénomène est connu sous le nom
d'effet retard.
Ainsi, la température de l'air interne TAI utilisée dans la formule (a) est
remplacée par une
température fictive T
_ AIretard obtenue comme suit :

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WO 2016/151226 8 PCT/FR2016/050616
TAIretard(t) = TAI(t) T = TA1(t) = (1¨ et/r) (e)
où TAI représente la valeur de la température de l'air interne, et de
préférence la valeur de
la température de l'air interne lissée obtenue en (d), TAI représente, à
l'instant t, la valeur
de la dérivée de TAI et où, pour un type de pneumatique donné, 1-représente la
période de
transfert thermique dans la zone interne considérée dont la valeur est ajustée
selon que la
valeur TAI(t) est croissante ou décroissante, d t représente le temps entre
deux mesures.
L'évaluation de la valeur de la dérivée de la température à l'instant t peut
se calculer
facilement en recherchant une droite de régression de type y = a + b = t, où
pour n valeurs
(TAI, ti) de t-TINTD à t, on minimise l'erreur :
E ;2=1 pi = (yi ¨ (a+ b = t1))2 (f)
La régression utilise le même type de pondération pi que celle qui est
utilisée en (b) pour le
lissage des données de température.
Les coefficients (a, b) sont donnés par la solution de l'équation matricielle
suivante :
[a b]= (tXpX)-1 tXpY (g)
Avec :
1
X= : .n (h)
1 t
Xp=[Pi Pi'
(i)
Pn Pntn
TA/11
Y = (j)
TAIn
La valeur de la dérivée TAI au temps t est alors donnée par le coefficient b.
La valeur du coefficient d'échange thermique 1- varie en fonction du signe du
coefficient b
pour tenir compte du fait que ce coefficient d'échange est différent lorsque
le matériau
constitutif de la zone interne Z/ considérée s'échauffe ou se refroidit.
Ce type de calcul peut aussi être entrepris pour corriger la valeur de la
température de la
jante.
La période de temps T
- INTD peut être équivalente à la période TINT utilisée précédemment
pour le lissage de la température ou être supérieure. Dans le cas de l'étude
ayant servi de
support à la présente description, la valeur de T
INTD a été fixée à 40 minutes.

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WO 2016/151226 9 PCT/FR2016/050616
A titre d'exemple, pour le pneumatique de dimension 40.00 R 57 XDR B4, la
température
des matériaux situés en bord de nappe de renfort sommet est obtenue par la loi
suivante :
TNsT = aTT AN IsT = TAI aTT iNsT . _L T
NSTO (k)
dans laquelle la température TAI de l'air interne est une température corrigée
après lissage
et prise en compte de l'effet retard, comme cela a été exposé ci-dessus, et où
les valeurs
des coefficients ont été déterminées expérimentalement comme suit : aTTAN IsT
= 1,78 ,
aT
NsT = ¨0,48, et TNsTo = ¨3. Lorsque la valeur de la température est
croissante, la
valeur de T est de 300 minutes, et lorsque la valeur de la température est
décroissante, la
valeur de test de 720 minutes.
La figure 3 permet d'apprécier la justesse du modèle qui en résulte, ainsi que
la dispersion
entre les valeurs de température obtenues à l'aide du modèle d'estimation
faisant l'objet de
l'invention et les valeurs réellement mesurées en extrémité des nappes de
renfort sommet
d'un pneumatique situé à l'avant droit d'un engin de type dumper.
Pour certaines zones internes Z/ des matériaux constituant le pneumatique, il
peut s'avérer
nécessaire d'introduire des corrections supplémentaires de la température du
fluide gazeux
enfermé dans la cavité interne du pneumatique. Ceci est le cas par exemple
lorsque l'on
cherche à estimer la température au centre C de la bande de roulement, où
l'incidence de
la pression interne (P) et de la charge(Z) portée par le pneumatique n'est pas
secondaire,
ou encore dans la zone du bourrelet B où l'influence de la charge (Z) mérite
également
d'être prise en compte.
La loi pré-établie d'estimation de la température est alors du type :
Tz/ = aTTAzli = TAI aTTzi apTzi = P azTzi = Z +Tm (I)
où TAI représente la valeur de la température de l'air interne, 1, la
température de la jante
La variable P représente la valeur de la pression du fluide gazeux, et Z
représente la
charge. Ces valeurs peuvent utilement faire également l'objet d'un lissage
pondéré et/ou
d'une prise en compte d'un effet retard comme cela est exposé ci-dessus (d),
(e).
aTzl ' aTzl aTzl
Tzl et Tz/03 sont des coefficients déterminés expérimentalement pour le
TAI P aZ
type de pneumatique considéré.
L'estimation de la valeur de la pression P se fait directement à l'aide du
capteur TPMS
servant à la mesure de la température de l'air interne.
L'estimation de la charge Z portée s'effectue à l'aide de moyens également
connus tels
qu'un capteur de pression inséré dans le moyen de pilotage de la pression
hydraulique des

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WO 2016/151226 1 0 PCT/FR2016/050616
bras de suspension, ou encore à l'aide d'une jauge de contrainte installée sur
le châssis. Le
poids du véhicule à vide et la répartition des charges sur chacun des
pneumatiques peut
s'évaluer séparément par des moyens de pesage traditionnels à l'initialisation
du modèle
servant de base au procédé.
Ainsi, la loi permettant de déterminer la température au niveau du centre C de
la bande de
roulement pour le pneumatique du type 40.00 R 57 XDR B4 servant de fil
conducteur à
cette description est du type :
Tc =ac = TAI aTT.Tj + apTC = P + azTc = Z +Tc ............... (m)
Où TAI représente la température de l'air interne après lissage et intégration
de l'effet retard,
1, représente la température de la jante après lissage, P représente la
pression de l'air
interne après lissage et Z représente la charge portée par le pneumatique
après lissage, et
dans laquelle, aTTAcI =1,75 ; aTT jc= _0,48 ; apTc =5, azTc = -0,4, et Tco,= -
19,8. Lorsque la
valeur de la température est croissante, la valeur de Test de 300 minutes, et
lorsque la
valeur de la température est décroissante, la valeur de test de 720 minutes.
On comprend aisément que toutes ces corrections successives ont pour objet de
minimiser
l'écart entre la température issue du modèle et la température réelle mesurée
dans la zone
interne d'un matériau constitutif du pneumatique dans le but de réduire le
nombre de non
détections ou d'alertes à tort.
Aussi, il peut s'avérer utile, à partir d'une étude statistique, d'ajuster les
valeurs des
constantes ci-dessus pour réduire le nombre de ces fausses décisions et les
ramener dans
des limites acceptables pour l'exploitant.
L'élaboration de la méthode selon l'invention et la détermination des
constantes du modèle
décrit ci-dessus nécessite une phase expérimentale préalable menée à l'aide de
moyens
d'analyse permettant d'accéder aux valeurs réelles de température dans les
zones à
surveiller. Il peut donc s'avérer utile de disposer d'un pneumatique
préalablement
instrumenté, de manière à faire des suivis sur un engin de même type que ceux
sur
lesquels ce type de pneumatique est destiné à rouler. Et les valeurs issues de
ce plan
d'expérience peuvent alors être exploitées pour tous les pneumatiques de la
même
dimension.
Une fois que le modèle physique est établi, et que les lois permettant
d'estimer la
température dans les zones internes des matériaux constitutifs du pneumatique
les plus
sensibles à une élévation de température sont déterminées, il est possible de
réaliser un
logiciel destiné à être chargé dans une unité de traitement informatique et
exécuté en
temps réel. Cette unité de traitement peut être installée dans un poste de
contrôle et de

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WO 2016/151226 11 PCT/FR2016/050616
surveillance distant où sont concentrés les moyens de suivi de la flotte
d'engin opérant
dans une mine. Cela sous-entend que ces engins sont équipés de moyens
permettant de
transmettre en temps réel les données de température de charge et de pression
à ladite
unité de traitement informatique à l'aide de moyens et de protocoles connus.
La détermination de la valeur de la température interne Tzi d'un matériau
constitutif du
pneumatique peut être réalisée directement par une unité centrale disposée sur
l'engin de
génie civil ou s'opérer dans l'unité centrale située dans le poste de
contrôle. Auquel cas, à
chaque mesure, les valeurs de température TAI, TJ de pression P et de charge Z
sont
envoyées depuis l'engin de génie civil vers le poste de contrôle où
s'effectuent le suivi des
contraintes thermiques subies par chacun des pneumatiques de la flotte d'engin
et où sont
émises les alertes ou les consignes de roulage.
Le logiciel peut utilement être enregistré sur un support tel qu'un disque,
une bande
magnétique, une clé USB ou dans la mémoire d'un serveur distant de manière à
être
chargé ou téléchargé dans une unité centrale après accord sur la transaction
commerciale
relative à ce transfert.
L'exploitation de la méthode permet ainsi de disposer de données précises
concernant
l'état des pneumatiques et de décider en temps réel des actions à entreprendre
pour ne
pas dépasser des seuils Tumitezi, de température susceptibles d'engendrer des
dégradations irrémédiables des pneumatiques, et d'optimiser l'exploitation de
la flotte
d'engins sur lesquels ces pneumatiques sont montés. Ces seuils de température
T
-limiteZIi
sont déterminés expérimentalement et dépendent de la nature des matériaux
constitutifs de
la zone intérieure Z/1 considérée. Ils peuvent être communiqués par les
fabricants de
pneumatiques.
Pour des raisons de commodité, on peut aussi calculer un estimateur E donnant
non plus la
température de la zone interne, mais une grandeur, équivalente à un niveau de
sollicitation,
et basé sur le niveau thermique. La forme de cet indicateur, pour une zone
donnée d'un
pneumatique donné est du type :
Testimée ZIi Tlimite Zii
E=(1x100
Tambiante Tlimite ZIi
OU Tõtiméezi, représente la valeur de la température dans la zone
, estimée selon la
méthode indiquée ci-dessus, et où T
- ambiante représente la température ambiante de l'air
atmosphérique extérieur dans la zone d'exploitation du véhicule.
Si la température estimée est égale à la température ambiante, le pneu est au
repos, la
valeur de E est égale à 0%. Si la température est égale à la limite définie
pour la zone

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WO 2016/151226 1 2 PCT/FR2016/050616
interne du pneumatique considérée, on affiche 100%.
Dans le cas du suivi d'un véhicule on surveille alors l'indicateur En ayant le
niveau
maximum.
Ainsi, la méthode proposée permet de réaliser un suivi précis des
sollicitations thermiques
subies par un pneumatique donné en cours d'exploitation, en mettant en oeuvre
des
moyens de mesure connus, et peu couteux.

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
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Title Date
Forecasted Issue Date 2023-12-05
(86) PCT Filing Date 2016-03-21
(87) PCT Publication Date 2016-09-29
(85) National Entry 2017-09-22
Examination Requested 2021-02-23
(45) Issued 2023-12-05

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  • the reinstatement fee;
  • the late payment fee; or
  • additional fee to reverse deemed expiry.

Patent fees are adjusted on the 1st of January every year. The amounts above are the current amounts if received by December 31 of the current year.
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Maintenance Fee - Application - New Act 2 2018-03-21 $100.00 2018-02-21
Maintenance Fee - Application - New Act 3 2019-03-21 $100.00 2019-02-19
Maintenance Fee - Application - New Act 4 2020-03-23 $100.00 2020-03-09
Request for Examination 2021-03-22 $816.00 2021-02-23
Maintenance Fee - Application - New Act 5 2021-03-22 $204.00 2021-03-08
Maintenance Fee - Application - New Act 6 2022-03-21 $203.59 2022-03-07
Maintenance Fee - Application - New Act 7 2023-03-21 $210.51 2023-03-13
Final Fee 2023-07-11 $306.00 2023-07-11
Maintenance Fee - Patent - New Act 8 2024-03-21 $277.00 2024-03-11
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Examiner Requisition 2022-04-28 4 218
Amendment 2022-07-14 13 541
Claims 2022-07-14 3 180
Abstract 2022-07-14 1 23
Abstract 2017-09-22 2 77
Claims 2017-09-22 3 135
Drawings 2017-09-22 2 35
Description 2017-09-22 12 575
Representative Drawing 2017-09-22 1 6
International Search Report 2017-09-22 4 125
National Entry Request 2017-09-22 5 142
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Office Letter 2023-10-25 1 188
Representative Drawing 2023-11-03 1 5
Cover Page 2023-11-03 1 41
Electronic Grant Certificate 2023-12-05 1 2,527