Brevet FR2880953A1 — publié le 20060721

Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif de détection de l'état de mouvement d'un véhicule comprenant un capteur d'accélération installé sur une roue et un circuit d'exploitation corres- pondant. L'invention concerne également une roue de véhicule équipée d'un tel capteur. Etat de la technique Les véhicules actuels comportent en général différents capteurs surveillant l'état des composants du véhicule; pendant le mode de déplacement ils sont activés et à l'arrêt du véhicule ils sont en mode d'attente. Selon l'état de la technique, on connaît par exemple un système de surveillance de pression de pneu qui comporte plusieurs capteurs de pression de pneu installés avec une électronique d'émission dans les roues d'un véhicule automobile; en cas de perte de pression, ils envoient un signal radio à un appareil de commande. Le système de surveillance de la pression des pneumatiques est alimenté par une batterie également logée dans la roue. Pour des raisons d'économie d'énergie, le capteur de pression de pneu est en mode d'attente lorsque le véhicule est à l'arrêt et ce n'est que lorsque le véhicule roule qu'il est de nouveau activé. Pour réaliser cette fonction d'activation ou de neutralisation, les systèmes connus comportent en général des capteurs qui doivent détecter l'état mode de déplacement ou mode d'arrêt du véhicule . Selon l'état de la technique, il est connu d'utiliser pour cela, un capteur d'accélération installé sur la roue. Ce capteur mesure l'accélération centrifugeuse de la roue. Cela permet de connaître de manière simple si le véhicule se déplace ou non. Mais l'inconvénient de ce capteur de roue est d'avoir un seuil de détection relativement élevé et ainsi il ne peut détecter le mouvement du véhicule qu'à partir de vites-ses relativement élevées. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un capteur de roue permettant de détecter l'état de mouvement d'un véhicule et présentant une plus grande précision. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un dispositif du type dé-fini ci-dessus caractérisé en ce que le capteur d'accélération est installé sur la roue pour que la direction principale de détection (A) corresponde pratiquement à la direction tangentielle. L'invention concerne également une roue de véhicule équipée d'un tel capteur. Une caractéristique importante de l'invention est d'équiper la roue d'un capteur d'accélération mesurant l'accélération tangentielle de la roue et exploitant le signal du capteur pour détecter l'état de mouvement. Le capteur d'accélération est installé selon l'invention de façon que la direction de détection principale soit située dans la direction tangentielle par rapport à la périphérie de la roue. La mesure de l'accélération tangentielle a l'avantage important que la plage de mesure est beaucoup plus petite par comparaison à la mesure d'accélération centrifuge, ce qui permet une meilleure résolution de la plage de mesures. Il est ainsi possible de mesurer avec une grande précision des vitesses même faibles du véhicule. Le capteur de roue selon l'invention peut, par exemple, servir à commander l'état d'un système de surveillance de pression de roue et de commuter le système de surveillance de pression de roue lorsqu'il détecte un mouvement du véhicule, pour le faire passer d'un état neutralisé ou en attente dans un état actif et inversement. Le capteur de mouvement selon l'invention peut également servir pour activer ou désactiver d'autres systèmes. Le signal de sortie du capteur selon l'invention est de préférence traité par un circuit d'exploitation également prévu dans la roue. Dans le cas d'un signal analogique de capteur, ce signal est de préférence détecté suivant un taux de détection prédéfini. Le circuit d'exploitation calcule de préférence la différence entre deux valeurs de détection et fait une comparaison par rapport à un seuil pour détecter le mouvement du véhicule. Le circuit d'exploitation est de préférence conçu pour reconnaître un mouvement du véhicule si la différence entre deux valeurs de détection dépasse un seuil prédéfini, par exemple 100 mG. De gran- des différences entre deux valeurs de détection sont un indice d'un démarrage rapide ou d'une forte accélération. Dans ce cas, le circuit d'exploitation fournit de préférence directement un signal de sortie per-mettant d'activer un sous-système correspondant tel que par exemple un système de surveillance de la pression des pneumatiques. Pour de petites différentes, le circuit d'exploitation commute de préférence sur un second mode de mesure dans lequel le signal du capteur d'accélération sera exploité de manière plus précise. On observe en général de petites différences si le véhicule démarre lentement ou freine, mais également si la fréquence de détection a été mal choisie pour le signal du capteur (dérive). Dans un second mode de mesure, on peut choisir par exemple une fréquence de détection plus élevée et/ ou une détection de passage par 0. Au choix, on peut également mesurer les valeurs de détection avec une résolution plus élevée. Il est important de vérifier les résultats imprécis ou non univoques du premier mode de mesure par un second mode de mesure plus précis. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le circuit d'exploitation détecte le signal de sortie du capteur d'accélération avec un taux de détection irrégulier. Les instants de détection peuvent, par exemple, se générer à l'aide d'un générateur aléatoire. Une détection irrégulière a l'avantage que le signal sinusoïdal des capteurs d'accélération ne sera pas toujours détecté au même point (cela signifie que la différence de deux valeurs de mesures est égale à 0 bien que le véhicule accélère; on évite ainsi les mesures erronées). Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le capteur d'accélération est installé sur la roue pour que sa direction principale de détection diffère légèrement de la direction tangentielle. La déviation est de préférence inférieure à 10 . Dans ce cas, le capteur d'accélération mesure également une faible fraction de l'accélération centrifuge. Cela permet de détecter un mouvement du véhicule si la va- leur absolue du signal de capteur dépasse un seuil prédéfini. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma par bloc d'un système de surveillance de la pression des pneumatiques à l'aide d'un capteur de mouvement, - la figure 2a est une vue schématique d'un capteur de mouvement fixé à la roue, à l'arrêt du véhicule, - la figure 2b montre le signal de mesure fourni par le capteur de mouvement de la figure 2a dans différentes positions, - la figure 3a est une vue schématique d'un capteur de mouvement fixé à une roue au cours d'une phase d'accélération, - la figure 3b montre le chronogramme du signal du capteur de mouvement de la figure 3a lors d'une phase d'accélération, - la figure 4a est une vue schématique d'un capteur de mouvement légèrement dévié par rapport à la direction tangentielle de la roue, - la figure 4b montre le signal correspondant fourni par le capteur de mouvement de la figure 4a, et - la figure 5 montre les étapes principales du procédé exécuté lors du traitement du signal de capteur. Description d'un mode de réalisation de l'invention La figure 1 montre schématiquement un système 3, 4, 5 de surveillance de pression pneumatique comprenant un capteur de mouvement 2 intégré à une roue 1. Le système de surveillance de pression de pneumatique 3, 4, 5 comprend principalement un capteur de pression 3, un circuit d'exploitation 4 et un émetteur 5 communiquant avec un récepteur 7 installé dans le véhicule. Pendant le déplacement, le capteur de pression 3 mesure la pression des pneumatiques et génère un signal de sortie analogique correspondant. Ce signal est traité par le circuit d'exploitation 4. La va-leur actuelle de la pression est transmise par l'émetteur 5 au récepteur 7 et à l'appareil de commande externe 6. En cas de perte de pression, le conducteur sera ainsi averti et d'autres mesures de sécurité peuvent être prises. Les composants 2-5 sont alimentés électriquement à partir d'une batterie 8 qui est également installée dans la roue 1. Pour des raisons d'économie d'énergie, le système de surveillance de la pression des pneumatiques est installé pour n'être activé que pendant le déplacement du véhicule. A l'arrêt du véhicule qui cor-respond en général à la fraction de temps la plus grande, le système passe en mode d'attente. L'état mode de déplacement ou l'état d'arrêt du véhicule est détecté ici par le capteur de mouvement 2 qui mesure l'accélération tangentielle de la roue 1. Le signal de sortie du capteur 2 est détecté par le circuit d'exploitation 4 qui l'exploite. La figure 2 montre schématiquement une roue 1 de véhicule automobile équipée d'un capteur d'accélération 2 dans quatre positions différentes. Le capteur d'accélération 2 est fixé à la roue 1 pour que sa direction principale de détection A corresponde à la direction tangentielle de la périphérie de roue. A l'arrêt du véhicule, représenté ici, le capteur d'accélération 2 mesure dans chaque position seulement une composante tangentielle A' de l'accélération terrestre G. Au point le plus haut et au point le plus bas de la roue, on aura ainsi pour la va-leur de mesure a' = 0; pour le point le plus à l'avant (point droit) ou plus à l'arrière (point le plus à gauche), on a a'= g ou a' = -g. Le chronogramme 9 correspondant est représenté à la figure 2b. Comme le montre cette figure, le signal 9 a un tracé sinusoïdal variant entre les deux valeurs extrêmes + g et - g. La figure 3a montre la roue 1 avec le capteur d'accélération pour une opération d'accélération dans la direction de la flèche b. Le capteur d'accélération mesure chaque fois l'accélération tangentielle de roue a combinée à l'accélération terrestre g. La figure 3b montre le chronogramme correspondant du signal du capteur d'accélération 2. Ce signal 9 est détecté avec un taux de détection relativement faible par le circuit d'exploitation 4 dans le premier mode de mesure M1. Les valeurs de détection sont caractérisées par la référence 10. Le circuit d'exploitation 4 calcule chaque fois une différence Ag de deux valeurs de détection successives et en déduit si le véhicule se déplace ou non. Pour cela, on peut exécuter par exemple le procédé représenté à la figure 5. La figure 5 montre les principales étapes du procédé sous la forme d'un ordinogramme. Dans une première étrape 15, on détecte le signal de capteur 9 tout d'abord selon le premier mode de mesure M1 avec un aux de détection relativement faible. Dans l'étape 16, on calcule la diffé- rence Ag de deux valeurs de mesure successives et dans l'étape 17 on compare à un seuil. Si la différence Ag est très grande (ici elle est plus grande qu'un seuil relativement élevé SW), égale par exemple à 100 mG, alors on considère que le véhicule se déplace et dans l'étape 18 on génère directement un signal de sortie pour activer le système de sur- veillante de pression de roue 3, 4, 5. Dans la mesure où la différence Ag est inférieure au seuil SW1 (Kn), alors dans l'étape 19 on vérifie si la différence Ag est plus grande qu'un second seuil plus petit SW2, par exemple 20 mG. On rencontre des différences Ag relativement faibles en particulier si le véhicule se déplace lentement mais aussi lorsque le taux de détection est mal choisi de sorte que, malgré un mouvement rapide du véhicule, il n'y aura que des valeurs de détection sensiblement identiques ou encore le théorème de détection ne sera pas respecté (recouvrement des bandes). Lors de la détection de petites différences, pour des raisons d'économie d'énergie (éviter des émissions inutiles), il est intéressant de travailler selon un second mode de mesure M2 entre des types de mesure différents et un mouvement effectif du véhicule. Pour vérifier le résultat de la première mesure, le circuit d'exploitation 4 commute dans l'étape 20 sur un second mode de mesure M2 plus pré- cis qui exploite de manière plus précise le signal 9. Dans le second mode de mesure M2, on pourra utiliser par exemple un taux de détection plus élevé et exploiter de nouveau une différence Ag et/ ou effectuer une détection de passage par O. Au choix, on pourra mesurer la valeur de détection 10 également avec une résolution plus élevée. Si l'exploitation dans le second mode de mesure M2 donne une accélération du véhicule (cas oui) alors dans l'étape 21 on génère un signal de sortie pour activer le système de surveillance de la pression des pneus 3-5. Dans le cas contraire, le procédé se termine. La figure 4a montre schématiquement une roue 1 de vé- hicule automobile avec un capteur d'accélération 2 installé pour que sa direction principale de détection diffère légèrement de la direction tangentielle. L'angle de différence est appelé ici angle a et il est de préférence inférieur à 10 . Le capteur d'accélération 2 mesure ainsi non seulement la composante tangentielle mais également une petite corn-posante de l'accélération centrifuge qui sera ainsi exploitée. La figure 4b montre la courbe caractéristique de sortie 9 correspondante du capteur 2 pour une phase de démarrage accélération constante; la vitesse du véhicule augmente de façon continue (courbe caractéristique 11) . Du fait de l'augmentation des forces centrifuges, la valeur absolue mesurée par le capteur d'accélération 2 augmente également. Ce mode de réalisation permet de détecter un mouvement du véhicule par l'exploitation de la valeur absolue du signal de mesure 9. Si la valeur absolue dépasse un seuil prédéfini SW3, on considérera que le mouvement du véhicule est détecté. En variante ou en plus, on peut par exemple effectuer également une exploitation du signal comme celle décrite ci-dessus à propos de la référence 5. g t NOMENCLATURE Roue Capteur d'accélération Capteur de pression de pneu Unité d'exploitation Emetteur Appareil de commande Récepteur Batterie Signal de capteur Valeur de détection Vitesse du véhicule Etapes de procédé Seuils Mesure de l'accélération Accélération terrestre temps REVENDICATIONS 1 ) Dispositif de détection de l'état de mouvement d'un véhicule comprenant un capteur d'accélération (2) installé sur une roue (1) et un circuit d'exploitation (4) correspondant, caractérisé en ce que le capteur d'accélération (2) est installé sur la roue (1) pour que la di- rection principale de détection (A) corresponde pratiquement à la direction tangentielle. 2 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit d'exploitation (4) calcule une différence entre deux valeurs d'accélération (10) et exploite la différence (Ag) pour constater un mouvement du véhicule. 3 ) Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le circuit d'exploitation (4) génère un signal de sortie pour activer un système de surveillance de pression de pneu (3-5) si la différence (Ag) est supérieure à un seuil prédéfini (SW 1). 4 ) Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le circuit d'exploitation (4) commute vers un second mode de mesure (M2) plus précis si la différence (Ag) répond à une condition prédéfinie. 5 ) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le circuit d'exploitation (4) exploite dans le second mode de mesure (M2) des valeurs de mesure (10) les plus rapprochées dans le temps. 6 ) Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le circuit d'exploitation (4) effectue une détection de passage par 0 dans le second mode de mesure (M2). 7 ) Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le circuit d'exploitation (4) détecte le signal de sortie du capteur d'accélération (2) avec un taux de détection irrégulier. 8 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur d'accélération (2) est installé de façon que sa direction principale de détection (A) soit légèrement différente de la direction tangen-10 tielle. 9 ) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le circuit d'exploitation (4) détecte un mouvement du véhicule si la va-15 leur absolue du signal de capteur (9) dépasse un seuil (SW3) prédéfini. 10 ) Roue notamment roue de véhicule automobile comportant un capteur d'accélération (2) fixé à la roue et un circuit d'exploitation (4) correspondant, caractérisée en ce que le capteur d'accélération (2) est installé sur la roue (1) pour que la di-rection principale de détection (A) corresponde principalement à la di-rection tangentielle de la roue (1) .