Brevet FR2894876A1 — publié le 20070622

-1ûDomaine de 1'invention [0001] La presente invention concerne les dispositifs et methodes pour detecter 1'emplacement d'un ensemble pneumatique-roue sur un vehicule, ainsi que les ensembles pneumatiqueroue equipes de tels dispositifs. Le terme pneumatique designe ici tous types de bandages elastiques, soumis en service a une pression interne ou non. Arriere-plan technologique [0002] Ces dernieres annees ont vu un developpement rapide de pneumatiques dits intelligents >>, c'est-a-dire equipes de capteurs permettant de mesurer certains parametres comme, par exemple, la pression de gonflage, la temperature du pneumatique ou des forces exercees sur le pneumatique en cours de roulage. [0003] Une des difficultes liees a 1'utilisation de tels pneumatiques reside dans leur localisation precise sur le vehicule. Si, par exemple, une perte de pression est detectee sur un pneumatique du vehicule, it est important de signaliser au conducteur quel pneumatique est concerne. I1 faut donc assurer que 1'unite centrale qui traite les donnees provenant des pneumatiques puisse identifier 1'emplacement de chaque pneumatique sur le vehicule, et cela meme apres un eventuel changement de la position des pneumatiques sur le vehicule. [0004] L'art anterieur decrit plusieurs methodes permettant une telle identification. Il a notamment ete propose de pourvoir les pneumatiques d'identifiants (par exemple, a 1'aide de la technologie RFID) et d'initialiser le systeme de traitement des donnees apres chaque montage des pneumatiques, par 1'entree manuelle (par le moyen d'un clavier, d'un lecteur de code barre etc.) de la position de chaque pneumatique ainsi identifie. A titre d'exemple, une methode connue enseigne d'activer, apres montage des pneumatiques, un mode d'apprentissage ou 1'utilisateur doit declencher 1'envoi d'un signal d'un capteur de chaque pneumatique a 1'unite centrale, dans un ordre predetermine. [0005] Bien entendu, de telles methodes ne permettent pas de s'affranchir du risque que l'utilisateur oublie d'effectuer l'initialisation apres montage des pneumatiques ou qu'il se trompe dans 1'identification manuelle de la position. Pour minimiser ce risque, des systemes plus automatiques ont ete proposes. Le document EP 760 299 divulgue une -2 methode consistant a determiner le sens de rotation de chaque pneumatique, ce qui permet de distinguer les pneumatiques du cote gauche du vehicule de ceux qui sont montes sur le cote droit. Une autre approche a ete decrite dans US 6 204 758 qui enseigne la determination de la position de chaque pneumatique par la mesure d'accelerations : le signe de 1'acceleration permet de determiner sur quel cote du vehicule le pneumatique est monte ; 1'analyse de 1'acceleration de lacet permet de distinguer les roues directrices des roues non directrices. [0006] La presente invention consiste a tirer avantage de la presence du champ magnetique terrestre clans la determination du cote du vehicule sur lequel les pneumatiques sont montes. La presence de ce champ magnetique a deja ete exploitee dans des applications liees au pneumatique intelligent : ainsi, le document WO 2004/110793 enseigne l'utilisation du champ magnetique terrestre dans un compteur du nombre de revolutions d'un pneumatique ; une utilisation semblable est egalement decrite dans US 2005/0093539. Resume de l'invention [0007] La presente invention cherche a fournir une methode d'identification de 1'emplacement des pneumatiques ne necessitant aucun initiateur sous forme de materiel additionnel dispose dans les passages des roues. Ce but est atteint par une methode de d'identification d'au moins un ensemble pneumatique-roue monte sur un vehicule comportant les etapes suivantes : constater que le vehicule est en mouvement ; effectuer des mesures simultanees du champ magnetique terrestre a 1'aide d'au moins deux bobines solidaires de la roue dudit ensemble pneumatique-roue, et fixees sur un cote predetermine de la roue par rapport au vehicule, les deux bobines etant disposees de maniere a ce que les projections des axes des bobines dans un plan perpendiculaire a 1'axe de rotation de 1'ensemble pneumatique-roue, soient inclinees rune par rapport A. 1'autre ; determiner le dephasage des signaux mesures ; -3-determiner le sens de mouvement du vehicule (avant ou arriere) ; -determiner, a partir du signe du dephasage et du sens de mouvement du vehicule, le cote du vehicule sur lequel se trouve 1'ensemble pneumatique-roue. [0008] Si le vehicule n'est pas en mouvement, la presente methode ne peut pas trouver 5 application. [0009] La determination du sens de mouvement du vehicule peut se faire avant, pendant ou apres la mesure du champ magnetique terrestre. Elie peut etre faite a partir des signaux mesurees par au moins une des bobines, car la periodicite du signal permet de determiner la vitesse du vehicule : lorsque la vitesse atteint ou depasse une certaine limite, on peut 10 etre certain que le vehicule se trouve en marche avant, les vitesses pouvant etre atteintes en marche arriere etant inferieures a cette limite. Cette approche a 1'avantage de la plus grande simplicite. [0010] Le sens de mouvement du vehicule peut egalement are obtenu sur la base d'informations mises a disposition par d'autres unites du vehicule, par exemple par un 15 bus de communication, de type bus CAN ou autre. A titre d'exemple, si la vitesse du vehicule est disponible sous forme d'un nombre signe, on peut determiner le sens de mouvement a partir du signe de ce nombre. [0011] Par mesure du champ magnetique it faut entendre ici la mesure de la tension induite dans une bobine traversee par un flux magnetique cree par un champ magnetique. 20 [0012] Un cote predetermine de la roue par rapport au vehicule est, soit le cote exterieur de la roue par rapport au vehicule (c'est-a-dire le cote le plus eloigne de la roue opposee du meme essieu), soit le cote interieur de la roue par rapport au vehicule (c'est-adire le cote le plus proche de la roue opposee du meme essieu, qui correspond en general au cote de la fixation de la roue au vehicule). Dans le cas de roues jumelees, on raisonne 25 de fawn analogue, en considerant le cote le plus eloigne ou le plus proche d'une des roues de la paire de roues opposee du meme essieu. [0013] Le fait de comparer les signaux provenant d'au moins deux bobines distinctes permet de s'affranchir d'effets lies a l'orientation du vehicule dans le champ magnetique terrestre, de la latitude geographique, de parasites electromagnetiques etc. -4 [0014] Il est decisif pour la presente methode que les bobines soient systematiquement fixees au meme cote de la roue par rapport au vehicule. Pour eviter toute erreur, it est avantageux de se reperer par rapport a un element de la roue qui se situe toujours du meme cote de la roue par rapport au vehicule. Ceci est notamment le cas lorsque un pneumatique soumis en service a une pression interne est utilise. Dans un ensemble pneumatique-roue comportant un tel pneumatique, une valve de gonflage est prevue sur la roue et cette valve est en general montee sur le cote exterieur par rapport au vehicule, de fawn a permettre un acces facile a la valve. Selon un mode de realisation preferentiel, les bobines sont fixees sur un cote exterieur de la roue par rapport au vehicule et solidaires de la valve du pneumatique dudit ensemble pneumatique-roue, mais it est egalement possible de fixer les bobines systematiquement au cote de la roue qui est oppose au cote sur lequel se trouve la valve. [0015] L'invention concerne egalement un dispositif pour identifier 1'emplacement d'un ensemble pneumatique-roue monte sur un vehicule, ce dispositif etant destine A. etre fixe sur ledit ensemble et comportant au moins deux bobines aptes a mesurer le champ magnetique terrestre, les deux bobines etant disposees de maniere a ce que, lorsque le dispositif est fixe sur ledit ensemble, les projections des axes des bobines dans un plan perpendiculaire a 1'axe de rotation dudit ensemble, soient inclines rune par rapport a 1'autre. Bien entendu, les bobines ne doivent pas avoir leur axe oriente dans le sens de 1'axe de rotation de 1'ensemble pneumatique-roue. Selon un mode de realisation preferentiel, le dispositif est destine a etre solidariee avec une valve de gonflage de I'ensemble pneumatique-roue. [0016] Enfin, I'invention concerne un ensemble pneumatique-roue equipe d'un tel dispositif. Breve description des dessins [0017] L'invention sera mieux comprise grace a la description des dessins selon lesquels : • la figure 1 represente schematiquement une vue en perspective d'une roue de fart anterieur, equipe d'un systeme de capteurs solidaire de la valve de 30 gonflage ;25 -5 • la figure 2 represente schematiquement une vue en coupe d'un ensemble pneumatique-roue de fart anterieur equipe d'un systeme de capteurs solidaire de la valve de gonflage ; • la figure 3 represente schematiquement une vue en perspective d'une valve de gonflage et d'un boitier solidaire de la valve destine A. accueillir des capteurs ; • la figure 4 represente schematiquement une vue de dessus d'un vehicule equipe de dispositifs selon l'invention ; • la figure 5 represente schematiquement une vue de cote d'un ensemble pneumatique-roue equipe d'un dispositif selon 1'invention, monte sur le cote droit d'un vehicule ; • la figure 6 represente schematiquement une vue de cote d'un ensemble pneumatique-roue equipe d'un dispositif selon l'invention, monte sur le cote gauche d'un vehicule ; • la figure 7 represente les signaux obtenus sur un vehicule dont les pneumatiques sont equipes d'un dispositif selon l'invention, avant et apres traitement numerique. Ces figures sont donnees dans un but purement illustratif et n'ont bien sur aucun caractere limitatif. Description de modes de realisation [0018] La figure 1 represente une vue en perspective d'une roue 20 de fart anterieur, equipee d'une valve de gonflage 30 et d'un boitier 40 prevu pour recevoir des capteurs. Dans un souci de clarte, le pneumatique 10 n'est pas represente. [0019] La figure 2 represente une vue en coupe d'un autre ensemble pneumatique-roue de fart anterieur, forme par un pneumatique 10 et une roue 20 et equipe d'une valve de gonflage 30 et d'un boitier 40 prevu pour recevoir des capteurs. La trace du plan median 50 du pneumatique et celle de 1'axe de rotation 60 de 1'ensemble pneumatique roue sont egalement representees. - 6 [0020] La figure 3 represente schematiquement une vue en perspective d'une valve de gonflage 30 et d'un boitier 40 solidaire de la valve et destine a accueillir des capteurs ; un tel boitier est connu, par exemple, de EP 1 106 397. Il peut titre adapte pour recevoir un dispositif 70 selon 1'invention. [0021] La figure 4 represente schematiquement une vue de dessus d'un vehicule 80 dont les ensembles pneumatique-roue 91 A. 94 sont equipes de dispositifs selon l'invention comportant deux bobines aptes a mesurer le champ magnetique terrestre, les deux bobines etant disposees de maniere a ce que, lorsque le dispositif est fixe sur ledit ensemble, les projections des axes des bobines dans un plan perpendiculaire a 1'axe de rotation dudit ensemble, soient inclinees rune par rapport a 1' autre. [0022] Le transfert d'un ensemble pneumatique-roue du cote gauche au cote droit du vehicule en gardant le meme cote de 1'ensemble a 1'exterieur par rapport au vehicule, s'analyse comme une rotation, eventuellement suivie d'une translation. Ainsi, si l'on remplace 1'ensemble 91 ou l'ensemble 92 par 1'ensemble 93, ce dernier est tourne de 180 autour d'un axe 110 perpendiculaire au sol (pour atteindre la position de 1'ensemble 91) puis decale en translation (si la position 92 est visee). La disposition particuliere des bobines a pour consequence de reduire la symetrie rotatoire du dispositif, de sorte que la configuration relative des bobines est differente d'un cote du vehicule a 1'autre. Meme la rotation de 1'ensemble pneumatique-roue autour de son axe de rotation en cours de roulage ne permet pas d'obtenir la meme configuration relative des bobines sur les deux cotes du vehicule. Cette configuration relative est done caracteristique de chaque cote du vehicule. [0023] Ce constat fondamental est illustre aux figures 5 et 6 qui representent des vues de cote d'ensembles pneumatique-roue equipes d'un dispositif selon l'invention, monte sur 25 le cote droit (figure 5) et gauche (figure 6) du vehicule. [0024] La figure 5 represente un ensemble pneumatique-roue 91 monte sur la position avant du cote droit du vehicule 80 qui avance dans la direction 120, indiquee par une fleche. Un dispositif selon l'invention est monte dans un boitier 40 et fixe sur 1'ensemble 91. Le dispositif comporte deux bobines 131 et 132 aptes a mesurer le champ 30 magnetique terrestre H, les deux bobines 131 et 132 etant disposees de maniere a ce que les projections des axes 141 et 142 des bobines 131 et 132 dans un plan perpendiculaire a -7- 1'axe de rotation dudit ensemble, sont inclinees rune par rapport a ratite d'un angle alpha (a) different de zero ou de 180 . [0025] La figure 6 represente un ensemble pneumatique-roue 93 monte sur la position avant du cote gauche du vehicule 80 qui avance dans la direction 120. Le meme dispositif 5 selon l'invention est monte dans un boitier 40 et fixe de la meme facon sur 1'ensemble 93. [0026] La comparaison des figures 5 et 6 permet de comprendre le fonctionnement de la methode selon l'invention. Lorsque 1'ensemble pourvu du dispositif est monte sur le cote droit du vehicule (cas de la figure 5) et lorsque le vehicule avance, la bobine 132 est toujours en avance de phase sur la bobine 131 : it faut que 1'ensemble pneumatique-roue 10 effectue une rotation d'un certain angle autour de son axe de rotation pour que la bobine 131 se trouve dans la meme position par rapport au champ magnetique terrestre que la bobine 132 initialement. La situation est inversee pour un ensemble pourvu du dispositif monte sur le cote gauche du vehicule (cas de la figure 6) : ici, c'est la bobine 131 qui est en avance de phase sur la bobine 132. Il suffit donc de determiner le dephasage relatif des 15 signaux mesures par les deux bobines pour connaitre, pour une direction de mouvement donne (avant ou arriere) du vehicule, le cote du vehicule sur lequel se trouvent les bobines. [0027] La figure 7 represente les signaux correspondants en fonction de 1'angle de rotation de 1'ensemble pneumatique-roue (en degres). Chaque bobine produit un signal 20 sinusoidal dont la periodicite est celle de la rotation de 1'ensemble pneumatique-roue ; la frequence depend done de la vitesse du vehicule. Les valeurs extremes sont atteintes lorsque le champ magnetique terrestre est align avec 1'axe de la bobine correspondante. L'amplitude du signal est bee au positionnement terrestre du vehicule. Le dephasage est lie a 1'angle alpha (a) de l'inclinaison relative des deux bobines. La figure 7(a) montre les 25 signaux obtenus par 1'ensemble pneumatique-roue represente a la figure 6 : le signal correspondant a la bobine 132 est en retard de phase par rapport a celui correspondant a la bobine 131. La situation est inversee A. la figure 7(b) qui correspond a 1'ensemble pneumatique-roue de la figure 5 on le signal de la bobine 132 est en avance de phase par rapport au signal de la bobine 131. Pour un sens de mouvement donne, it est done 30 possible de determiner le cote sur lequel se trouve 1'ensemble pneumatique-roue a partir -8- du dephasage relatif des signaux mesures par les deux bobines (ou, en d'autres termes, a partir du signe du dephasage des signaux). [0028] Il peut etre avantageux de transformer les signaux mesures en signaux canes, A. 1'aide d'un traitement simple (seuil, comparateur), comme cela est represents a la figure 7(c) qui correspond au signal de la figure 7(b). I1 suffit ensuite de deteeter le positionnement de front de chacun des deux signaux. [0029] L'information est transmise par radio a une unite centrale embarquee dans le vehicule. [0030] Bien entendu, le principe de l'invention ne peut are exploits de facon fiable dans une methode pour la determination de 1'emplacement d'un ensemble pneumatique-roue que si le dispositif selon l'invention est fixe sur le meme cote de 1'ensemble pneumatiqueroue par rapport au vehicule, pour tous les ensembles 91 a 94 dont le positionnement doit are determine. I1 importe peu que ce soit toujours le cote exterieur ou toujours le cote interieur par rapport au vehicule, pourvu que ce soit systematiquement le meme cote. La fixation du dispositif sur une valve de gonflage constitue une fawn particulierement simple d'assurer que tous les dispositifs se trouvent sur le cote exterieur par rapport au vehicule. [0031] Il ressort de la description de l'invention que la direction du mouvement est un parametre important pour identifier 1'emplacement des ensembles pneumatique-roue : une inversion de la direction entralne une inversion du dephasage des signaux des deux bobines 131 et 132. La determination de la direction du mouvement peut se faire a 1'aide d'un dispositif connu (comme par exemple, le dispositif a billes de EP 0 760 299), a 1'aide de signaux existants clans le vehicule (alimentation des feux de recul) ou encore a partir de la vitesse du vehicule (qui peut etre determinee a partir de la frequence du signaux mesurees par chacune des deux bobines 131 et 132) : en desactivant la determination de 1'emplacement lorsque la vitesse est inferieure a une certaine limite (par exemple, 30 km/h), on est certain que le vehicule avance lorsque la determination est effectuee. [0032] La methode decrite clans ce document ne permet que la determination du cote du vehicule sur lequel se trouve un ensemble pneumatique-roue. Si la position precise (avant -9- ou arriere du vehicule) doit etre determinee, la methode doit etre completee par une rune quelconque des methodes connues permettant de discriminer entre les positions avant et arriere. REVENDICATIONS 1 û Methode d'identification de 1'emplacement d'au moins un ensemble pneumatiqueroue (91-94) monte sur un vehicule (80), comportant les etapes : constater que le vehicule est en mouvement ; effectuer des mesures simultanees du champ magnetique terrestre (H) a 1'aide d'au moins deux bobines (131, 132) solidaires de la roue (20) dudit ensemble pneumatique-roue, et fixees sur un cote predetermine de la roue par rapport au vehicule, les deux bobines etant disposees de maniere a ce que les projections des axes (141, 142) des bobines dans un plan perpendiculaire a 1'axe de rotation (60) de l'ensemble pneumatique-roue, soient inclinees rune par rapport a 1'autre ; determiner le dephasage des signaux mesures ; determiner le sens de mouvement (120) du vehicule (avant ou arriere) ; determiner, a partir du signe du dephasage et du sens de mouvement du vehicule, le cote du vehicule sur lequel se trouve l'ensemble pneumatique-roue. 2 û Methode selon la revendication 1, caracterisee en ce que la determination du sens de mouvement (120) du vehicule est effectuee a partir des signaux mesures par au moins une des bobines (131, 132). 3 û Methode selon la revendication 2, caracterisee en ce que la determination du sens de mouvement (120) du vehicule est effectuee a partir de la periodicite des signaux mesures par au moins une des bobines, lorsque la frequence des signaux atteint des valeurs qui ne peuvent titre atteintes qu'en marche avant. 4 û Methode selon la revendication 1, caracterisee en ce que le sens de mouvement (120) du vehicule est determine sur la base d'informations mises a disposition par d'autres unites du vehicule, tel un bus de communication. 5 û Methode selon la revendication 4, caracterisee en ce que l'information mise a disposition est un nombre signe correspondant a la vitesse du vehicule.ù 11 ù 6 û Methode selon rune quelconque des revendications precedentes, caracterisee en ce que 1'ensemble pneumatique-roue comporte une valve de gonflage (30) du pneumatique (10) et en ce que les bobines (131, 132) sont fixees sur le cote exterieur de la roue (20) par rapport au vehicule (80) et solidaires de la valve du pneumatique dudit ensemble pneumatique-roue. 7 û Dispositif pour identifier 1'emplacement d'un ensemble pneumatique-roue monte sur un vehicule (80), ce dispositif etant destine a etre fixe sur ledit ensemble et comportant au moins deux bobines (131, 132) aptes a mesurer le champ magnetique terrestre (H), les deux bobines etant disposees de maniere a ce que, lorsque le dispositif est fixe sur ledit ensemble, les projections des axes (141, 142) des bobines dans un plan perpendiculaire a 1'axe de rotation (60) dudit ensemble, soient inclinees rune par rapport a 1'autre. 8 û Dispositif selon la revendication 7, caracterise en ce qu'il est destine a etre fixe sur une valve de gonflage (30) de 1'ensemble pneumatique-roue. 9 û Ensemble pneumatique-roue caracterise en ce qu'il est equipe d'un dispositif selon la 15 revendication 7 ou 8.