Brevet FR2884614A1 — publié le 20061020

d'accélération provenant des capteurs pour les directions x et y provoqués par la pesanteur g. On connaît du document EP 0 760 299 B1 un système de vérification de la pression de pneu, système qui détermine le sens de rotation du pneu et le sens de déplacement du véhicule automobile à l'aide d'un capteur respectif, ce qui permet de déterminer la position du pneu. Le sens de rotation de la roue est établi à l'aide d'un dispositif appelé interrupteur roulant qui déclenche de façon séquentielle un certain nombre d'interrupteurs en fonction du sens de rotation. Il est connu du document EP 1 172 656 Al que la localisation latérale est effectuée sur la base du déphasage entre les signaux de deux capteurs d'accélération à l'intérieur de l'électronique de roue. Une solution spéciale pour évaluer le déphasage, c'est-à-dire de quelle manière on obtient le résultat de la localisation, n'est pas indiquée. En outre, il est décrit que l'accélération centrifuge n'aurait pas d'influence notable sur l'évaluation de la position de phase. Il est également connu du document US 2003/0197603 Al que la localisation latérale sur la base d'un déphasage entre les signaux de deux capteurs d'accélération a lieu à l'intérieur de l'électronique de roue. Une solution spéciale qui indique comment le déphasage est évalué, c'est-àdire comment le résultat de la localisation est précisément obtenu, n'est pas donnée ici non plus. Il est décrit que l'influence de l'accélération centrifuge est présente mais ne serait pas importante pour l'évaluation. On connaît du document WO 2004/048131 Al que la localisation latérale sur la base du déphasage entre les signaux de deux capteurs d'accélération a lieu au sein de l'électronique de roue. Une solution spéciale pour l'évaluation n'est pas indiquée ici non plus. Les 2884614 3 capteurs appelés capteurs de choc décrits dans le document sont spécifiés selon leur fonctionnalité comme étant des capteurs d'accélération. L'état de la technique présente l'inconvénient que la position de phase des signaux d'accélération ou, respectivement, des oscillations sinusoïdales correspondantes l'une par rapport à l'autre et, par conséquent, le sens de rotation du corps en rotation qui en dépend ne peuvent pas être déterminés. De plus, le traitement des signaux sinusoïdaux qui sont brouillés par les forces centrifuges ayant des valeurs qui dépendent du nombre de tours n'est pas résolu. Un objectif de la présente invention est donc de fournir un procédé pour déterminer le sens de rotation de corps en rotation, en particulier pour déterminer le sens de rotation de la roue d'un véhicule automobile, qui est amélioré par rapport à l'état de la technique. Cet objectif est atteint selon l'invention par un procédé pour déterminer le sens de rotation d'un corps en rotation autour de son axe de rotation par la mesure de deux signaux d'accélération x et y à l'aide d'au moins un capteur d'accélération, dans lequel - les deux signaux d'accélération x et y forment un angle de 90 entre eux, ne sont pas alignés parallèlement à l'axe de rotation, et une accélération centrifuge générée par un mouvement circulaire ainsi qu'une accélération gravitationnelle g sont prises en compte; - les signaux d'accélération x et y mesurés sont différenciés mathématiquement; et dans lequel - le signal d'accélération x différencié est différencié une fois de plus et mis en corrélation avec un signal y différencié une fois afin d'obtenir une première fonction de corrélation. 2884614 4 L'invention se rapporte également à un procédé pour déterminer le sens de rotation d'un corps en rotation autour de son axe de rotation par la mesure de deux signaux d'accélération x et y à l'aide d'au moins un capteur d'accélération, dans lequel les deux signaux d'accélération x et y forment un angle de 90 entre eux, ne sont pas alignés parallèlement à l'axe de rotation, et une accélération centrifuge générée par un mouvement circulaire ainsi qu'une accélération gravitationnelle g sont prises en compte - les signaux d'accélération mesurés x et y sont différenciés mathématiquement; et dans lequel - le signal d'accélération y différencié est différencié une fois de plus et mis en corrélation avec le signal x différencié une fois afin d'obtenir une deuxième fonction de corrélation. De préférence, le procédé selon l'invention présente une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises en 20 combinaison. - les fonctions ainsi obtenues sont utilisées dans un procédé d'évaluation commun; - la différence des fonctions ainsi obtenues est formée; - une différenciation est approchée par un quotient de différences - les intégrales des fonctions de corrélation sont calculées en utilisant une approximation par une somme; et - le corps en rotation est le pneu d'un véhicule à moteur. Ainsi, la présente invention met à profit l'idée générale de mesurer deux signaux d'accélération à l'intérieur d'un corps pour reconnaître le sens de 2884614 5 rotation de corps en rotation, par exemple de pneus de véhicules automobiles, et de traiter ces signaux ultérieurement selon un procédé mathématique de telle façon que le sens de rotation du corps peut être déterminé. En connexion avec des véhicules automobiles, la localisation latérale des pneus est finalement déterminée à partir des informations concernant le sens de rotation et le sens de déplacement à déterminer. De plus, l'invention utilise les relations mathématiques suivantes: Dans des procédés pour déterminer le sens de rotation d'un corps en rotation, un corps qui tourne dans le sens des aiguilles d'une montre génère au niveau des capteurs les signaux d'accélération x, respectivement, y: x(t) = AÉsin(wt) + Ao y(t) = :BÉsin(wt - 7t/2) + Bo (en retard) Dans le cas d'un corps en rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, les accélérations suivantes sont mesurées par les capteurs: x(t) = AÉsin(wt) + Ao y(t) = BÉsin(wt + 7t/2) + Bo (en avance) Entre les deux signaux x et y, il y a une disposition de phase de 0 /90 . En d'autres termes, les capteurs doivent être ajustés pour former sensiblement un angle de 90 l'un par rapport à l'autre, donc dans les directions définies x (0 ) pour la direction de mouvement horizontal et y (900) pour la direction de mouvement vertical. Le procédé est stable par rapport à des petites déviations d'angle de 5 par exemple, comme elles se produisent en particulier en raison des tolérances de montage. En général, l'ajustage des capteurs ne doit pas être nécessairement horizontal et vertical. Le procédé peut également s'appliquer à des alignements de capteurs où le 2884614 6 dispositif de capteurs complet est tourné et que l'angle de 90 entre x et y est maintenu. La phase absolue du signal x(t) est mise à 0 sans limitation à la généralité du fait que seule la différence de phase des deux signaux x(t) et y(t) est importante. La pulsation du corps en rotation est désignée par w, et cette pulsation dépend de la vitesse de rotation du corps. Il n'est pas nécessaire de déterminer, de calculer ou d'estimer explicitement la fréquence des oscillations. Cela présente un avantage car, par exemple, un nombre de tours d'une roue peut changer de façon permanente en fonction d'une vitesse de véhicule. L'amplitude des oscillations n'a pas non plus besoin d'être déterminée, calculée ou estimée de façon explicite. Les valeurs moyennes linéaires Ao et Bo correspondent à l'accélération centrifuge sur les capteurs et dépendent donc de la vitesse de la roue et de l'angle de montage exact des capteurs. Puisque les capteurs ne peuvent jamais être montés exactement avec le même angle en raison des tolérances de montage et de fabrication, les valeurs moyennes linéaires en temps de x(t) et y(t) sont généralement différentes. Une exigence essentielle d'une solution applicable en pratique est l'élimination effective de ces valeurs moyennes linéaires car elles sont typiquement inconnues. Les valeurs moyennes linéaires peuvent être élimées par une différenciation mathématique. Les signaux d'accélération x et y produisent les signaux suivants pour une rotation dans le sens des aiguilles d'une montre: xs(t) = AsÉcos(wt) ys(t) = BsÉcos(wt - n/2) = BsÉsin(wt) (en retard) et, dans le sens inverse des aiguilles d'une montre: 7 xs (t) = As Écos (cwt) ys (t) = BsÉcos (wt + n/2) = -BsÉsin(wt) (en avance) De manière alternative (et éventuellement également cumulative), il est possible d'effectuer la mesure des signaux d'accélération au moyen de dispositifs appelés capteurs de choc: les capteurs de choc fournissent un signal déjà différentié une fois. Cela peut anticiper une première différenciation mathématique. Après l'élimination des valeurs d'ajustage de cette 10 façon, on peut distinguer entre les deux cas ci-dessus. Le traitement ultérieur se fonde sur la différenciation d'un des deux signaux de capteur avec une corrélation suivante à l'autre signal de capteur. Dans les cas où xs(t) est différencié une deuxième fois, on obtient pour 15 la rotation dans le sens des aiguilles d'une montre: x's(t) = -A'sÉsin(wt) Corrl { x's(t), ys(t)} = $ x's(t)Éys(t)dt = -A'sÉBS [t/2-sin(2wt) / (4w) ] Dans ces relations, Corrl {x's(t), ys(t)} désigne la corrélation entre signal x's(t) et le signal ys(t). En ce qui concerne une rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, on obtient de manière correspondante. x's(t) __ -A'sÉsin(wt) Corrl {x'8(t) , y(t) } = f x's (t) Éys (t) dt = A'sÉBS [t/2 -sin (2wt) / (4w) ] Lorsque les temps t deviennent importants, le terme t/2 dans les crochets devient dominant; la rotation dans le sens des aiguilles d'une montre peut alors être distinguée de la rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre par le signe qui est négatif pour le sens des aiguilles d'une montre ou, respectivement, positif pour le sens inverse des aiguilles d'une montre. Lorsque le nombre des valeurs de mesure augmente, la corrélation subséquente (Corrl) donne une valeur plus stable car la distance entre le signal et le bruit devient plus grande. Le bruit de signal est réduit à l'ordre de grandeur désiré aux dépens du temps de décision ou de fréquence de mesure. Il en résulte une charge de calcul extrêmement faible, et la détermination du sens de rotation peut être exécutée avec une qualité désirée. On obtient une suppression de bruit améliorée lorsqu'on différencie la différence des deux fonctions de corrélation (Corrl; Corr2) . On différencie alors la fonction ys(t) et procède à la corrélation avec xs(t) . Cela donne, lors d'une rotation dans le sens des aiguilles d'une montre: Y's(t) = B'sÉcos(wt) Corr2 {xs (t) , Y's (t) } = J x(t) ÉY's (t) dt = As B-'s [t/2 +sin(2wt)/(4w)] Dans le cas de la rotation dans le sens inverse des 20 aiguilles d'une montre, on obtient de manière correspondante. Y's(t) = -B'sÉcos(mt) Corr2 {xs (t) , y's (t) } = J x(t) Éy's (t) dt = As B's [t/2 +sin (2wt) / (4m) ] . La combinaison des deux corrélations (Corrl; Corr2) sous forme de Corr = Corrl {x's(t), ys(t)} -Corr2{ xs(t), y's(t)} fournit alors une meilleure suppression de bruit car la formation d'une valeur moyenne est effectuée entre deux sources de bruit indépendantes (capteur x et capteur Y). La réalisation pratique du procédé décrit ci-dessus demande au moins deux mesures par les capteurs, mesures 2884614 9 qui doivent se suivre le plus rapidement possible afin de pouvoir faire une approximation au moyen d'un quotient de différences DQX ou, respectivement, DQy au moyen d'une différenciation; on obtient par exemple pour x: DQX = x'S(t) s [xs(t) xs(t-AT)] / AT, relation dans laquelle AT est l'intervalle de temps entre deux mesures. Lorsqu'il n'y a pas de signaux xs(t), ys(t) d'un capteur de choc mais des signaux x(t), y(t) d'un capteur d'accélération, les signaux xs(t), ys(t) doivent d'abord être générés par une différenciation de la manière décrite ci-dessus, et les résultats doivent être différenciés encore une fois. Cela demande au total au moins trois mesures par les capteurs d'accélération qui doivent se suivre le plus rapidement possible. Lorsqu'on exécute plus de deux mesures à de brefs intervalles, on profite d'une redondance qui se produit afin de réduire le bruit. Cela peut être effectué par un filtrage classique FIR par exemple (de l'anglais Finite Impuls Response ou filtre à réponse impulsionnelle finie) ou IIR -(de l'anglais Infinite Impuls Response ou filtre à réponse à impulsionnelle infinie). Une alternative est de déterminer une fonction d'approximation des valeurs de mesure, par exemple une droite de régression ou un polynôme de régression. Le calcul pratique de la corrélation peut être effectué par une sommation des termes x's(ti)Éys(ti) aux moments ti, c'est-à-dire que l'intégrale est approchée par une somme. Les moments ti peuvent être distants de n'importe quels intervalles et être choisis à l'intérieur d'une oscillation sinusoïdale d'une phase quelconque à condition qu'ils ne présentent pas toujours un passage par zéro. 2884614 10 De plus, un transfert de données extrêmement faible des capteurs vers le récepteur central présente des avantages. Un étalonnage des paramètres libres devient facile. Prenant en considération ce qui précède, on revendique en premier lieu selon l'invention un procédé pour déterminer le sens de rotation d'un corps en rotation autour de son axe de rotation par la mesure de deux signaux d'accélération x et y à l'aide d'au moins un capteur d'accélération, dans lequel - les deux signaux d'accélération x et y forment un angle de 90 entre eux, et ne sont pas alignés parallèlement à l'axe de rotation, et une accélération centrifuge générée par un mouvement circulaire ainsi qu'une accélération gravitationnelle g sont prises en compte; - les signaux d'accélération mesurés x et y sont mathématiquement différenciés; et - le signal d'accélération x différencié est différencié encore une fois et mis en corrélation avec un signal y différencié une fois afin d'obtenir une première fonction de corrélation. De manière alternative ou cumulative, on revendique un procédé pour déterminer le sens de rotation d'un corps en rotation autour de son axe de rotation par la mesure de deux signaux d'accélération x et y au moyen d'au moins un capteur d'accélération, dans lequel - les deux signaux d'accélération x et y forment entre eux un angle de 90 , et sont pas alignés parallèlement à l'axe de rotation, et une accélération centrifuge générée par un mouvement circulaire ainsi qu'une accélération gravitationnelle g étant prises en compte; 2884614 11 - Les deux signaux d'accélération mesurés x et y sont différenciés mathématiquement; et dans lequel - le signal d'accélération y, déjà différencié, et différencié une fois de plus et mis en corrélation avec le signal x différencié une fois afin d'obtenir une deuxième fonction de corrélation. Selon l'invention, on forme de préférence la différence des deux fonctions ainsi obtenues. Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, on fait une approximation d'une différenciation au moyen d'un quotient de différences. Selon encore un autre développement préféré de l'invention, les intégrales des fonctions de corrélation 15 sont calculées en approximation par une somme. L'invention se prête particulièrement bien à la détermination du sens de rotation d'un pneu en rotation d'un véhicule automobile. D'autres détails et avantages de l'invention seront 20 expliqués à l'aide d'exemples d'exécution préférés ainsi que du dessin. Dans le dessin, les figures montrent de manière schématique: la fig. 1 une représentation schématique d'un corps en rotation avec ses composantes d'accélération; la fig. 2 une évolution dans le temps de composantes d'accélération pour deux sens de rotation en négligeant les forces centrifuges; la fig. 3 une évolution dans le temps de composantes d'accélération pour un sens de rotation en tenant compte des forces centrifuges; la fig. 4 une évolution dans le temps des composantes d'accélération xs(t) et ys(t) ; et 2884614 12 la fig. 5 une évolution dans le temps de deux fonctions de corrélation pour deux sens de rotation différents. La fig. 1 montre une représentation schématique d'un corps 1 qui est en rotation autour d'un axe de rotation 2, et ses composantes d'accélération dans la direction horizontale x et la direction verticale y. Des capteurs 3 mesurent les composantes d'accélération x et y. Des signaux d'accélération x et y sont disposés de manière déphasée de 90 . Dans la réalisation concrète, le signal x est disposé, parallèlement à l'axe horizontal, à 0 , et le signal y, parallèlement à l'axe vertical, à 90 . Des montages alternatifs peuvent être imaginés. En particulier, les signaux x et y peuvent être disposés à -45 et, respectivement, à 45 (ce qui n'est pas représenté). Cela a pour résultat avantageux que l'accélération par la force centrifuge n'agit que partiellement sur le ou les capteurs 3, et ceux-ci peuvent être construits avec une plage de mesure plus étroite. En principe, le procédé de l'invention est stable par rapport à des petites déviations angulaires telles qu'elles se produisent par exemple suite à des tolérances de montage. On a également représenté la direction de l'accélération gravitationnelle g. La fig. 2 montre une évolution temporelle des composantes d'accélération x et y pour les deux sens de rotation 2 en négligeant les forces centrifuges. Avec des amplitudes identiques, le retard, ou, respectivement, l'avance de 90 de la composante d'accélération x ou y, respectivement, sont représentés en fonction du sens de rotation 2. Jusqu'à présent, une détermination des phases des oscillations sinusoïdales l'une par rapport à l'autre était très complexe. Les différents signaux d'accélération devaient être balayés très fréquemment sur 2884614 13 une période qui dépend du nombre de tours du pneu et, respectivement, de la vitesse du véhicule. Sur cette base, on avait déterminé un déphasage comprenant une détermination, un calcul ou une estimation explicites de la fréquence du signal ainsi que de son amplitude. Ce procédé est très coûteux et compliqué du point de vue calcul et demande beaucoup d'énergie ce qui est inapte par exemple pour une utilisation alimentée par batterie, ce qui est le cas pour l'électronique de roue. De plus, le procédé connu est sensible par rapport à une vitesse de rotation de la roue qui change rapidement, ce qui est le cas lors d'une accélération ou d'une décélération rapides du véhicule. La fig. 3 montre une représentation des composantes d'accélération x et y pour un sens de rotation 2 en prenant en considération les forces centrifuges. Les deux composantes d'accélération, x et y, se propagent comme oscillation sinusoïdale parallèlement à l'axe des abscisses. La composante d'accélération selon la direction y présente dans ce cas une valeur absolue plus élevée que la composante d'accélération selon la direction x et oscille donc autour d'un point d'origine plus élevé. Les moyennes linéaires respectives dépendent de la vitesse de rotation respective. Les moyennes linéaires ne sont donc pas constantes à proprement parler. Les variations des moyennes linéaires sont cependant en règle générale beaucoup plus lentes que les variations inhérentes de la courbe sinusoïdale. La détermination des phases des oscillations sinusoïdales demandait jusqu'à présent les mêmes dépenses techniques élevées que celles mentionnées dans la description associée à la fig. 2. La fig. 4 montre l'évolution des composantes d'accélération xs(t) et ys(t) . Aux endroits marqués d'un cercle, deux valeurs de mesure ont été relevées à de 2884614 14 courts intervalles pour la corrélation subséquente. Dans le cas le plus simple, il suffit de deux mesures successives prises à un court intervalle par les capteurs, ces mesures pouvant être répétées dans des intervalles quelconques. La fig. 5 montre l'évolution d'une fonction de corrélation (ou bien Corrl ou Corr2) pour deux sens de rotation différents. Il faut constater que les deux courbes s'éloignent l'une de l'autre avec l'augmentation du nombre des valeurs mesurées. En fonction des conditions de départ, un sens de rotation peut être attribué aux courbes, dans ce cas, à partir de la valeur de mesure n 15 environ. Avec un nombre croissant de valeurs de mesure, la détermination du sens de rotation du corps en rotation devient de plus en plus univoque. Dans le contexte d'un véhicule automobile, la question d'urine localisation latérale est digne d'intérêt; c'est-à-dire la question de savoir sur quel côté se trouve un pneu. La détermination du montage d'une roue "à droite" ou "à gauche" peut être effectuée sur la base du déplacement du véhicule. En marche avant, la roue droite tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, et la roue gauche dans le sens inverse. En marche arrière, ces conditions sont inversées. Si le mouvement du véhicule n'est pas connu, on suppose que le véhicule est principalement en marche avant et que le taux en pour-cent de marche arrière est faible. La méthode de la corrélation élimine donc l'influence de la marche arrière. Finalement, il est nécessaire de prendre une décision pour "droite" ou "gauche" à l'aide de l'évolution temporelle de la corrélation Corrl ou Corr2 ou, respectivement, des fonctions de corrélation correspondantes (Corr). On peut imaginer à cet effet beaucoup de méthodes. Par exemple, on peut exiger que 2884614 15 Corrl ou Corr2 ou bien Corr doivent avoir évolué avec un pourcentage déterminé, par exemple 98%, dans la zone négative avant de pouvoir se décider pour "droite". I1 est également possible de prendre une décision lors de l'atteinte d'une certaine valeur de seuil pour Corrl ou bien Corr2 ou pour Corr. En plus, on pourrait exiger un certain nombre minimal de valeurs de mesure traitées, par exemple plus de 100, afin de stabiliser la décision par rapport au bruit de signal. Il est également intéressent d'évaluer les corrélations Corrl ou, respectivement, Corr2 ou bien Corr uniquement lorsqu'elles se fondent sur un certain nombre de valeurs de mesure, par exemple 20. Il est aussi possible de filtrer à nouveau les corrélations (Corrl; Corr2 Corr) ellesmêmes pour obtenir une fiabilité plus élevée. Dans toutes ces méthodes, on procède par le biais du choix de paramètres (98%, 100, 20, constante de temps du filtre, etc.) à une pondération entre la quantité de données de mesure nécessaire et donc la durée de temps nécessaire pour une décision et la fiabilité de la décision. La présente invention peut donc être utilisée en particulier pour déterminer le sens de rotation du pneu en rotation d'un véhicule automobile. REVENDICATIONS 1. Procédé pour déterminer le sens de rotation d'un corps en rotation (1) autour de son axe de rotation (2) par la mesure de deux signaux d'accélération x et y à l'aide d'au moins un capteur d'accélération (3), dans lequel - les deux signaux d'accélération x et y forment un angle de 90 entre eux, ne sont pas alignés parallèlement à l'axe de rotation (2), et une accélération centrifuge générée par un mouvement circulaire ainsi qu'une accélération gravitationnelle g sont prises en compte; - les signaux d'accélération x et y mesurés sont 15 différenciés mathématiquement; et dans lequel - le signal d'accélération x différencié est différencié une fois de plus et mis en corrélation avec un signal y différencié une fois afin d'obtenir une première fonction de corrélation (Corrl). 2. Procédé pour déterminer le sens de rotation d'un corps en rotation (1) autour de son axe de rotation (2) par la mesure de deux signaux d'accélération x et y à l'aide d'au moins un capteur d'accélération (3), dans lequel - les deux signaux d'accélération x et y forment un angle de 90 entre eux, ne sont pas alignés parallèlement à l'axe de rotation (2), et une accélération centrifuge générée par un mouvement circulaire ainsi qu'une accélération gravitationnelle g sont prises en compte; - les signaux d'accélération mesurés x et y sont différenciés mathématiquement; et dans lequel 2884614 17 - le signal d'accélération y différencié est différencié une fois de plus et mis en corrélation avec le signal x différencié une fois afin d'obtenir une deuxième fonction de corrélation (Corr2). 3. Procédé selon les revendications 1 et 2, dans lequel les fonctions ainsi obtenues (Corrl; Corr2) sont utilisées dans un procédé d'évaluation commun. 4. Procédé selon les revendications 1 à 3, dans lequel la différence (Corr) des fonctions ainsi obtenues (Corrl; Corr2) est formée. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel une différenciation est approchée par un quotient de différences (DQX; DQy). 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les intégrales des fonctions de corrélation (Corrl; Corr2) sont calculées en utilisant une approximation par une somme. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps en rotation (1) est le pneu d'un véhicule à moteur.