Brevet FR2905189A1 — publié le 20080229

L'invention concerne un procédé et un dispositif de localisation de la position longitudinale, soit sur le train avant, soit sur le train arrière d'un véhicule à moteur, de roues équipées d'un boîtier électronique adapté pour émettre, à destination d'une unité centrale montée sur le véhicule, des signaux représentatifs de paramètres de fonctionnement de chaque roue comportant, en outre, un code d'identification de cette dernière De plus en plus de véhicules automobiles possèdent, à des fins de sécurité, des systèmes de surveillance comportant des capteurs montés sur chacune des roues du véhicule, dédiés à la mesure de paramètres, tels que pression ou température des pneumatiques équipant ces roues, et destinés à informer le conducteur de toute variation anormale du paramètre mesuré. Ces systèmes de surveillance sont classiquement dotés d'un boîtier électronique monté sur chacune des roues du véhicule, intégrant, outre les capteurs précités, un microprocesseur et un émetteur radiofréquence (ou émetteur RF), et d'une unité centrale de réception des signaux émis par les émetteurs, comportant un calculateur intégrant un récepteur radiofréquence (ou récepteur RF) connecté à une antenne. Un des problèmes que nécessitent de résoudre de tels systèmes de surveillance réside dans l'obligation de devoir associer à chaque signal reçu par le récepteur de l'unité centrale, une information concernant la localisation du boîtier électronique et donc de la roue à l'origine de ce signal, cette obligation perdurant pendant la durée de vie du véhicule, c'est à dire devant être respectée même après des changements de roues ou plus simplement des inversions de la position de ces roues. A l'heure actuelle, une première méthode de localisation consiste à intégrer un accéléromètre dans chaque boîtier électronique, et à mettre en oeuvre une technique de localisation basée sur des méthodes statistiques consistant à comparer les accélérations des différentes roues pour obtenir une information sur la position respective de chacune des dites roues. Cette méthode de localisation s'avère toutefois peu performante car elle requiert un temps de roulage conséquent pour réaliser une discrimination entre les 30 différentes roues. Une deuxième méthode de localisation consiste à utiliser trois antennes basse fréquence positionnées chacune à proximité d'une des roues du véhicule, et à effectuer une procédure de localisation consistant à exciter successivement chacune de ces trois antennes par l'émission d'un champ magnétique basse fréquence. 2905189 2 Selon cette procédure, le boîtier électronique monté sur la roue située à proximité de l'antenne excitée émet, en réponse et à destination de l'unité centrale, un signal basse fréquence comportant un code d'identification du dit boîtier, de sorte que l'excitation successive des trois antennes conduit à la localisation des trois boîtiers 5 électroniques montés sur les roues jouxtant ces antennes, et par déduction, à la localisation du quatrième boîtier. Le principal avantage d'un tel procédé réside dans le fait que la procédure de localisation est très rapide et conduit à une localisation quasi-instantanée après le démarrage du véhicule. 10 Par contre, cette solution s'avère très coûteuse car elle impose d'équiper le véhicule de trois antennes avec toutes les sujétions afférentes : câbles de connexion, amplificateurs de commande..., de sorte qu'elle s'avère coûteuse. La présente invention vise quant à elle une troisième méthode dédiée à la localisation de la position longitudinale (train avant ou train arrière) des roues d'un 15 véhicule, et à pour principal objectif de fournir un procédé de localisation très performant en termes de réactivité et de fiabilité, dont la mise en oeuvre génère un coût de revient global notablement inférieur à celui généré, pour un même résultat final, par la mise en oeuvre des deux méthodes actuelles discutées ci-dessus. A cet effet, l'invention vise un procédé de localisation de la position 20 longitudinale, soit sur le train avant, soit sur le train arrière d'un véhicule à moteur, de roues équipées d'un boîtier électronique adapté pour émettre, à destination d'une unité centrale montée sur le véhicule, des signaux représentatifs de paramètres de fonctionnement de chaque roue comportant, en outre, un code d'identification de cette dernière. Selon l'invention, ce procédé de localisation consiste à intégrer un capteur de 25 vibrations dans chaque boîtier électronique, et : • dans une phase préliminaire de caractérisation, à analyser, moteur tournant, les signaux délivrés par les capteurs de vibrations respectifs d'une roue montée sur le train avant et d'une roue montée sur le train arrière, de façon à établir un critère de différenciation des dits signaux, • et à instaurer une procédure de localisation de la position longitudinale des roues consistant à analyser les signaux délivrés par les différents capteurs de vibrations, et à déduire de cette analyse, par application du critère de différenciation, une information sur la position longitudinale de chaque roue. Il est à noter que selon l'invention, on entend définir de façon générale, par capteur de vibrations, tout capteur, tel que de façon avantageuse un capteur de type piézoélectrique, conçu pour fournir un signal représentatif, en termes notamment 2905189 3 d'amplitude et de fréquence, des vibrations ou chocs mécaniques auxquels est soumis le dit capteur. L'invention a donc consisté : • à mettre en oeuvre une technique de localisation totalement innovante 5 basée sur la mesure, au niveau des boîtiers électroniques, des vibrations générées par la rotation du moteur d'un véhicule, • à mettre en lumière que les signaux délivrés par deux capteurs de vibration positionnés sur un même train, avant ou arrière, présentent des caractéristiques similaires, 10 • et à mettre en lumière que les signaux délivrés par deux capteurs de vibration positionnés sur des trains différents présentent des caractéristiques spécifiques propres à permettre de discriminer la position longitudinale des dits capteurs de vibrations. Une telle technique s'avère, en premier lieu, très performante en terme de 15 réactivité car elle conduit à une localisation de la position longitudinale des roues quasi immédiate suite à la mise en route du moteur. De plus, les capteurs de vibrations nécessaires à la mise en oeuvre de l'invention consistent en des capteurs d'une technologie simple et éprouvée et conduisent, pour un même résultat final, à un coût global d'installation (fourniture, 20 implantation et adaptation logicielle) inférieur à celui d'une installation comportant des accéléromètres. Un autre avantage des capteurs de vibrations utilisés selon l'invention réside dans leur robustesse particulièrement adaptée aux conditions sévères d'environnement des boîtiers électroniques. 25 Selon un mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention, on établit le critère de différenciation à partir de l'analyse et de la comparaison des amplitudes des signaux délivrés par deux capteurs de vibrations équipant respectivement une roue montée sur le train avant et une roue montée sur le train arrière. Selon ce principe, la localisation de la position longitudinale des roues résulte 30 dune simple comparaison des amplitudes des signaux délivrés par les capteurs de vibrations. L'invention s'étend à un dispositif de localisation de la position longitudinale de roues d'un véhicule à moteur, comprenant : • un capteur de vibrations intégré dans chaque boîtier électronique, 35 • et des moyens d'analyse et de comparaison des signaux délivrés par les différents capteurs de vibrations, aptes à permettre de différencier les signaux délivrés par 2905189 4 deux capteurs de vibrations équipant respectivement une roue montée sur le train avant et une roue montée sur le train arrière. D'autres caractéristiques buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit en référence aux dessins annexés qui en représentent à titre 5 d'exemple non limitatif un mode de réalisation préférentiel. Sur ces dessins : - la figure la est une vue de dessus schématique d'un véhicule doté d'un système de surveillance associé à un dispositif selon l'invention de localisation de la position longitudinale des roues du dit véhicule, - la figure 1 b est une vue de détail schématique en perspective 10 représentant une portion de roue de ce véhicule ainsi que le boîtier électronique équipant cette dernière, - et les figures 2a et 2b représentent les signaux délivrés par des capteurs de vibrations selon l'invention respectivement montés sur une roue avant (figure 2a) et une roue arrière (figure 2b). 15 Le dispositif de localisation selon l'invention représenté à titre d'exemple aux figures la et 1 b est destiné à la localisation de la position longitudinale (roue avant ou roue arrière) de roues d'un véhicule. Ce dispositif de localisation est plus spécifiquement destiné à être installé sur des véhicules dotés d'un système de surveillance de la pression des pneus tel que celui, 20 représenté à la figure la, équipant un véhicule 1 à moteur M muni de quatre roues chaussées classiquement d'un pneumatique : deux roues avant 2, 3 et deux roues arrière 4, 5. De tels systèmes de surveillance comportent classiquement, en premier lieu, associé à chaque roue 2-5, un boîtier électronique 6-9, par exemple solidarisé sur la jante 25 de la dite roue de façon à être positionné à l'intérieur de l'enveloppe du pneumatique. Chacun de ces boîtiers électroniques 6-9 intègre, par exemple, des capteurs 11 dédiés à la mesure de paramètres, tels que pression et/ou température du pneumatique, connectés à une unité de calcul 12 à microprocesseur alimentée électriquement au moyen d'une pile-bouton 13, et reliée à un émetteur RF connecté à une 30 antenne haute fréquence 14. Le système de surveillance comprend, également, un calculateur centralisé ou unité centrale 10 situé dans le véhicule 1, comportant un microprocesseur et intégrant un récepteur RF apte à recevoir les signaux émis par chacun des quatre boîtiers électroniques 6-9. 35 De façon usuelle, un tel système de surveillance et notamment son unité centrale 10 sont conçus de façon à informer le conducteur de toute variation anormale des paramètres mesurés par les capteurs 11 associés aux roues 2-5. 2905189 5 Associé à ce système de surveillance et faisant partie intégrante de ce dernier, le dispositif de localisation selon l'invention a pour fonction de permettre d'associer à chaque signal reçu par l'unité centrale 10, une information concernant la position longitudinale de la roue 2-5 équipée du boîtier électronique 6-9 à l'origine de ce 5 signal. A cet effet, ce dispositif de localisation comporte un capteur de vibrations 15, par exemple de type piézoélectrique, intégré dans chaque boîtier électronique 6-9 et adapté pour fournir un signal représentatif, en termes notamment d'amplitude et de fréquence, des vibrations ou chocs mécaniques auxquels est soumis le dit capteur lors du 10 fonctionnement du moteur M. De tels capteurs de vibrations 15 positionnés conformément à l'invention présentent les particularités suivantes, déterminantes selon le principe de l'invention : • deux capteurs de vibration 15 positionnés sur un même train, avant ou arrière, délivrent des signaux présentant des caractéristiques similaires, • et deux capteurs de vibration 15 positionnés sur des trains différents délivrent des signaux présentant des caractéristiques spécifiques propres à permettre de discriminer la position longitudinale des dits capteurs de vibrations. Ces particularités permettent de mettre en oeuvre un procédé de localisation consistant, selon l'invention, pour chaque modèle donné de véhicule 1 : • dans une phase préliminaire de caractérisation, à analyser, moteur M tournant, les signaux délivrés par les capteurs de vibrations 15 respectifs d'une roue avant 2, 3 et d'une roue arrière 4, 5, de façon à établir un critère de différenciation des dits signaux, • et à instaurer une procédure de localisation de la position longitudinale 25 des roues 2-5 consistant à analyser les signaux délivrés par les différents capteurs de vibrations 15, et à déduire de cette analyse, par application du critère de différenciation, une information sur la position longitudinale de chaque roue. Par ailleurs, en règle générale, et tel qu'illustré aux figures 2a et 2b, les deux capteurs 15 équipant les roues les plus proches du moteur M (roues avant 2, 3 selon 30 l'exemple décrit) sont soumis à des vibrations (et délivrent donc des signaux) d'amplitude supérieure à celle des vibrations auxquelles sont soumis les deux autres capteurs 15 équipant les deux roues arrière 4, 5. L'amplitude des signaux délivrés par les capteurs 15 étant proportionnelle à celles des vibrations auxquels sont soumis ces derniers, le critère de différenciation fait 35 donc le plus souvent, simplement intervenir, en tant que paramètres de base permettant la prise de décision, les valeurs des amplitudes des signaux délivrés par les capteurs 15. 15 20 2905189 6 Le procédé de localisation selon l'invention décrit ci-dessus permet donc, moyennant d'installer un simple capteur de vibrations de faible coût dans chaque boîtier électronique embarqué sur une roue de véhicule, de localiser très rapidement et de façon fiable, la position longitudinale de la dite roue. REVENDICATIONS 1/ Procédé de localisation de la position longitudinale, soit sur le train avant, soit sur le train arrière d'un véhicule (1) à moteur (M), de roues (2-5) équipées d'un boîtier électronique (6-9) adapté pour émettre, à destination d'une unité centrale (10) montée sur le véhicule (1), des signaux représentatifs de paramètres de fonctionnement de chaque roue comportant, en outre, un code d'identification de cette dernière, le dit procédé de localisation étant caractérisé en ce qu'il consiste à intégrer un capteur de vibrations (15) dans chaque boîtier électronique (6-9), et : • dans une phase préliminaire de caractérisation, à analyser, moteur (M) tournant, les signaux délivrés par les capteurs de vibrations (15) respectifs d'une roue (2, 3) montée sur le train avant et d'une roue (4, 5) montée sur le train arrière, de façon à établir un critère de différenciation des dits signaux, • et à instaurer une procédure de localisation de la position longitudinale des roues (2-5) consistant à analyser les signaux délivrés par les différents capteurs de vibrations (15), et à déduire de cette analyse, par application du critère de différenciation, une information sur la position longitudinale de chaque roue. 2/ Procédé de localisation selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on établit le critère de différenciation à partir de l'analyse et de la comparaison des amplitudes des signaux délivrés par deux capteurs de vibrations (15) équipant respectivement une roue (2, 3) montée sur le train avant et une roue (4, 5) montée sur le train arrière. 3/ Dispositif de localisation de la position longitudinale, soit sur le train avant, soit sur le train arrière d'un véhicule (1) à moteur (M), de roues (2-5) équipées d'un boîtier électronique (6-9) adapté pour émettre, à destination d'une unité centrale (10) montée sur le véhicule (1), des signaux représentatifs de paramètres de fonctionnement de chaque roue comportant, en outre, un code d'identification de cette dernière, le dit dispositif de localisation étant caractérisé en ce qu'il comprend : • un capteur de vibrations (15) intégré dans chaque boîtier électronique (6-9), • et des moyens d'analyse et de comparaison (10) des signaux délivrés par les différents capteurs de vibrations (15), aptes à permettre de différencier les signaux délivrés par deux capteurs de vibrations équipant respectivement une roue (2, 3) montée sur le train avant et une roue (4, 5) montée sur le train arrière. 4/ Dispositif de localisation selon la revendication 3 caractérisé en ce que chaque capteur de vibrations (15) consiste en un capteur de type piézoélectrique.35