Brevet FR2958065A1 — publié le 20110930

L'invention concerne un procédé et une unité de transmission optimisée de mesure de paramètres de pneumatiques d'un véhicule, en particulier la pression, et/ou l'accélération et/ou la température. Les mesures de paramètres des pneumatiques sont effectuées par des capteurs dans des modules embarqués - appelés unités roues - d'un système de contrôle de la pression des pneumatiques, du type connu sous la dénomination TPMS (initiales de « Tire Pressure Monitoring System » en langue anglaise). Dans un système TPMS, chaque unité roue comporte des capteurs de mesure des paramètres de pression, et/ou de température et/ou d'accélération, ainsi que des moyens de mémorisation et d'alimentation autonome, en général sous forme de pile, en liaison avec un processeur de traitement des données fournies par les capteurs selon une base de temps donnée. La base de temps interne cadence les tâches de ces différents éléments constituant chaque unité roue. En particulier, la base de temps déclenche périodiquement les mesures des paramètres et leur mémorisation. Les valeurs mesurées et mémorisées sont transmises par un circuit d'émission en radiofréquence (ci-après RF) à une unité centrale pour un affichage, par exemple sur le tableau de bord du véhicule, un déclenchement d'alarme (en cas de détection de valeurs anormales) et éventuellement une analyse comparative entre les paramètres des quatre pneumatiques. Afin de corréler sans erreur les mesures mémorisées avec l'identification des pneumatiques correspondants, un cadencement précis de la transmission des identifiants des unités roues à l'unité centrale est mis en oeuvre. Les signaux correspondants sont émis avec une faible intensité afin de réduire les coûts de transmission. La transmission de ces signaux vers l'unité centrale est effectuée par le circuit d'émission radio fréquence à une fréquence définie avec précision (433,92 MHz en Europe avec une tolérance stricte de +/- 50 kHz). Cette fréquence est cadencée par une horloge précise, en général une horloge à quartz. On l'appellera horloge du circuit d'émission. Pour réduire les coûts, le processeur possède une autre base de temps réglée par un circuit oscillateur à basse ou même très basse fréquence, moins coûteux que l'horloge à quartz dite horloge LFO (initiales de Low frequency Oscillator en langue anglaise). Cette horloge LFO gère la fréquence des mesures des paramètres (température, pression, accélération,...). On l'appellera horloge du processeur. Malheureusement, cette horloge du processeur est sensible à la température et dérive avec le temps. Cela génère des variations de périodes de mesure et d'émission des paramètres non négligeables, voire importantes (la base de temps de l'horloge du processeur se décorrélant de la base de temps de l'horloge du circuit d'émission), c'est-à-dire pouvant atteindre 20 à 30 %. Par conséquent, pour éviter des temps de réaction trop grands, lors d'une variation d'un des paramètres, on effectue une précalibration temporelle de cette horloge du processeur avant sa mise en service : la fréquence de mesure des paramètres est par défaut augmentée par rapport à la valeur nominale souhaitée et/ou dictée par la législation. Cette augmentation de la fréquence de mesure des paramètres est coûteuse en énergie et en temps. En effet chaque mesure requiert une compensation (expliquée plus bas) c'est-à-dire un calcul effectué par le processeur, consommateur d'énergie. Les données brutes mesurées par les capteurs (tension d'alimentation, pression, température, accélération, etc.) sont interdépendantes et doivent être corrigées par un calcul polynomial complexe d'ordre trois. Les données brutes ainsi corrigées sont transmises, en tant que données finalisées, à l'unité centrale. En général, les données finalisées sont calculées selon le schéma suivant : • la donnée finalisée de la tension d'alimentation VF est fonction de la donnée brute de la tension d'alimentation VB, c'est-à-dire : VF= f, (VB), • la donnée finalisée de la température TF est fonction de la donnée brute de la tension d'alimentation VB et de la donnée brute de la température TB, c'est-à-dire : TF = f2 (VB, TB), • les données finalisées de la pression PF et de l'accélération AF sont fonctions des données brutes de la tension d'alimentation VB, de la température TB et de la pression PB, c'est-à-dire : PF = f3 (VB, TB, PB) et AF = f4 (VB, TB, PB). Or ces compensations numériques sont coûteuses en temps de calcul du processeur, et donc en énergie. La durée de vie de la pile qui alimente en énergie chaque unité roue s'en trouve alors sensiblement diminuée, et il est donc nécessaire de prévoir des piles de plus grande capacité pour conserver la même durée de vie. De plus, le processeur doit alors avoir une capacité de calcul suffisante, ce qui nécessite également un investissement en coût adapté à ce type de processeur. Il est connu, pour augmenter la durée de vie de la pile, d'identifier plusieurs modes de fonctionnement du véhicule, en mesurant à fréquence régulière l'accélération tangentielle de l'unité roue. Cette accélération tangentielle de l'unité roue (à ne pas confondre avec l'accélération du véhicule) est en effet proportionnelle à la vitesse du véhicule. Si l'accélération tangentielle est nulle, alors le véhicule est à l'arrêt en mode « parking » et les fréquences de mesure des paramètres et les fréquences d'émission des données finalisées sont réduites. Cela permet donc d'économiser l'énergie dédiée aux calculs de compensation ainsi que l'énergie dédiée à l'émission RF dans ce mode particulier où une surveillance accrue des paramètres du pneumatique n'est pas nécessaire. Si la valeur de l'accélération tangentielle augmente au dessus d'un seuil (par exemple au dessus de 5g, avec g = 9.81 m/s2), c'est-à-dire si la vitesse du véhicule augmente soudainement, il est connu de passer alors du mode « parking » à un mode d'« émission accélérée » pendant un temps prédéterminé où la fréquence de mesure des paramètres et la fréquence d'émission des données finalisées est augmentée. Ceci permet de détecter rapidement une anomalie du pneumatique au début du roulage du véhicule. Une fois ce temps prédéterminé écoulé et si la vitesse du véhicule reste constante, c'est-à-dire si l'accélération tangentielle reste au dessus de ce seuil (5g), le processeur passe alors dans un mode « conduite » avec des fréquences de mesure et d'émission spécifiques à ce mode. Des passages dans un mode « intérim » sont prévus si la vitesse du véhicule chute soudainement, par exemple si le véhicule se trouve à un feu tricolore de circulation. Dans ce mode « interim », les fréquences de mesure des paramètres et d'émission des données finalisées sont élevées afin de détecter rapidement une remise en mouvement du véhicule et pour pouvoir détecter rapidement toute anomalie de la pression du pneumatique. En adaptant la fréquence de mesure des paramètres ainsi que la fréquence d'émission des données finalisées selon l'état dans lequel se trouve le véhicule (en mode parking, en accélération soudaine, décélération ou à vitesse constante), on évite ainsi une consommation inutile de la pile. Cependant cela n'est pas suffisant et ces diverses compensations, quel que soit le mode de roulage, effectuées sur les données brutes (VB, TB, PB, AB) consomment beaucoup d'énergie et nécessitent des piles de grandes capacités. Cette consommation d'énergie s'ajoute à celle induite par l'augmentation des fréquences de mesure due à la dérive de l'horloge du processeur. L'invention vise à résoudre ces problèmes de dérives, sans coût supplémentaire tout en augmentant la durée de vie des piles. L'invention propose un procédé de transmission optimisée de données finalisées de paramètres de pneumatiques d'un véhicule obtenues à partir de données brutes de paramètres mesurés par des capteurs des unités roue d'un système de contrôle de la pression des pneumatiques vers une unité centrale, montée sur le véhicule, par l'intermédiaire d'un circuit radiofréquence, lesdites unités roues comprenant chacune : • un processeur, localisé dans un module de traitement, pour calculer les données finalisées à partir des données brutes, • une mémoire afin de stocker les données brutes et les données finalisées, • une horloge du processeur, reliée au processeur, possédant une base de temps pour gérer la fréquence des mesures des données brutes, • une horloge du circuit d'émission possédant une base de temps et gérant la fréquence d'émission par un circuit d'émission des données finalisées vers l'unité centrale, ledit procédé comportant les étapes suivantes : • étape 1, vérification dans chaque unité roue, par des moyens de comparaison, situés dans le module de traitement et reliés au processeur et aux capteurs, que la différence entre une nouvelle donnée brute d'au moins un paramètre de référence fournie à un instant donné et une donnée brute de ce même paramètre fournie à un instant antérieur et stockée dans la mémoire, est supérieure, en valeur absolue, à un seuil de variation prédéterminé, • étape 2, si le seuil de variation est franchi, calcul par le processeur, • étape 3, mémorisation dans la mémoire des nouvelles données brutes et des nouvelles données finalisées correspondantes, • étape 4, envoi des données finalisées vers l'unité centrale par l'intermédiaire du circuit d'émission. Ainsi, l'invention prévoit de s'abstenir de compenser les mesures des paramètres lorsque les mesures brutes ne changent sensiblement pas ou évoluent lentement au cours du temps, une compensation des mesures n'intervenant que lorsqu'il est détecté que les données brutes varient . L'invention propose en outre, préalablement à l'étape 3, une correction par le processeur de la base de temps de l'horloge du processeur avec la base de temps de l'horloge du circuit d'émission, afin d'obtenir une base de temps corrigée plus précise. Ceci permet de remédier à toute dérive de l'horloge du processeur. Avantageusement, l'invention propose que la comparaison entre les données 25 brutes soit effectuée par une logique élémentaire située dans des moyens de comparaison externes au processeur. Ainsi, le processeur n'est sollicité que lorsque des changements environnementaux significatifs sont détectés par un traitement préparatoire de comparaison des données brutes successives. L'invention permet ainsi de réduire la 30 partie de traitement numérique des données en définissant une partition entre un traitement purement numérique et un traitement préparatoire réalisé par des composants de logique élémentaire. Le processeur est donc moins sollicité et sa vitesse de calcul en est augmentée d'autant. Le processeur approprié a ainsi besoin de moins de puissance et il est de ce fait choisi dans une gamme de coût inférieur. De plus, il n'est alors pas 35 nécessaire d'augmenter autant qu'auparavant la capacité des piles pour conserver une même durée de vie. Selon un mode particulier de l'invention, le paramètre de référence est la température. Selon une variante de ce mode de réalisation, le seuil de variation de température est au moins égal à 2° C. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le paramètre de référence est 5 la tension d'alimentation. Selon une variante de ce mode de réalisation, le seuil de variation de tension est au moins égal à 100 mV. Alternativement, dans un troisième mode de réalisation, la température et la tension d'alimentation sont deux paramètres de référence pris en compte cumulativement, pour corriger et mémoriser les nouvelles données brutes. 10 L'invention concerne également une unité roue de mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit et qui se rapporte à un exemple détaillé de réalisation, en référence aux figures annexées qui représentent, respectivement : 15 • la figure 1, une vue schématique d'une unité roue d'un système TPMS selon l'invention, et • la figure 2, un logigramme d'un exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. La figure 1 illustre un exemple d'unité roue 10 conforme à l'invention, destinée à 20 être montée sur la valve (non représentée) d'un pneumatique de véhicule. Cette unité roue 10 comporte un module de traitement de données 12 en liaison avec différents composants : des capteurs de température « T » 14, de pression « P » 16, d'accélération « A » (ou accéléromètre) 17, une mémoire 18, un circuit d'émission RF 20 de données et une pile bouton 22 qui alimente l'ensemble de ces éléments. 25 Le module de traitement 12 comporte des moyens comparateurs 13 couplés à un processeur 15 ainsi qu'un circuit oscillateur basse fréquence (LFO) de cadencement ou horloge 19 du processeur 15 qui cadence la fréquence des mesures des différents capteurs. Le circuit d'émission 20 transmet par une antenne RF 21 des données finalisées DF de pression PF, de température TF et d'accélération AF (provenant du 30 processeur 15 du module 12) vers une unité centrale (non représentée). Le circuit d'émission 20 comprend une horloge à quartz ou horloge 26 du circuit d'émission 20 qui cadence avec précision la fréquence d'émission des données finalisées DF ainsi que l'identifiant du pneumatique concerné. La fréquence de l'horloge 26 du circuit d'émission 20 est ici de 13 MHz. L'émission est de faible intensité afin de limiter 35 les consommations d'énergie et allonger la durée de vie de la pile 22. Les moyens comparateurs 13 sont ici constitués par des circuits électroniques dédiés et externes au processeur 15. Alternativement, ces moyens peuvent être des composants électriques de logique élémentaire. Les moyens comparateurs 13 reçoivent des données brutes D'B (D'B représentant indépendamment ou de manière groupée la température T'B, ou la pression P'B, ou accélération A'B ou encore la tension d'alimentation V'B provenant de la mémoire 18), ainsi que d'autres données brutes DB (DB représentant indépendamment ou de manière groupée la température TB, ou la pression PB, ou l'accélération AB ou encore la tension d'alimentation VB) de ces mêmes paramètres provenant, respectivement, des capteurs 14, 16 et 17 et de la pile 20. Les données brutes DB en provenance des capteurs sont transmises par activation de l'horloge 19 du processeur 15 selon une cadence réglée par la base de temps définie par ce circuit oscillateur qui constitue l'horloge 19 du processeur 15. Dans l'exemple, la fréquence de l'horloge 19 du processeur 15 est de 1 kHz. Plus précisément, les mesures effectuées par les capteurs 14, 16 et 17 sont numérisées par des convertisseurs appropriés au niveau des capteurs respectifs en données brutes, respectivement TB, PB et AB. La pile 22 transmet la mesure de la tension brute VB mesurée à ses bornes par un pont de Wheatstone ou par tout autre moyen, par exemple des capacités variables. Le procédé selon l'invention est illustré à la figure 2. Le procédé consiste d'abord à comparer, par les moyens de comparaison 13, chaque nouvelle donnée brute DB d'un paramètre de référence provenant d'un capteur 14, 16, 17 à un instant donné (c'est-à-dire TB, PB, AB, VB) à la donnée brute de ce paramètre à un instant antérieur D'B (c'est-à-dire T'B, P'B, A'B, V'B) et mémorisée dans la mémoire 18 (étape 10). Si la différence entre ces deux données brutes est supérieure, en valeur absolue, à un seuil S déterminé, c'est-à-dire si 1 DB-D'B 1 > S (étape 10), alors le processeur 15 est sollicité. II calcule les nouvelles données finalisées DF pour tous les paramètres, c'est-à-dire TF, PF, AF et VF (étape 20). Puis il corrige la base de temps de l'horloge 19 du processeur 15, c'est-à-dire CLKB, qui a dérivé, en utilisant la base de temps beaucoup plus précise de l'horloge 26 du circuit d'émission 20, c'est-à-dire Tps (étape 21). Les prochaines données brutes seront mesurées avec la base de temps corrigée CLKF de l'horloge 19 du processeur 15. Les nouvelles données finalisées DF ainsi calculées et les données brutes DB correspondantes sont alors stockées dans la mémoire 18 à la place des données équivalentes de l'instant antérieur qui y étaient stockées, c'est-à-dire que DB devient D'B et DF devient D'F (étape 22). Le processeur 15 envoie ensuite les données finalisées DF au circuit d'émission RF 20, qui va les émettre selon la base de temps Tps de l'horloge 26 du circuit d'émission 20 vers l'unité centrale du véhicule (étape 23). Il est à noter que selon le mode de réalisation, on peut envisager que les données finalisées DF ne soient pas immédiatement transmises par l'unité roue, mais envoyées ultérieurement, par exemple sur requête de l'unité centrale ou lors d'un changement de mode de fonctionnement du véhicule. II est donc préférable de les stocker dans la mémoire 18 afin qu'elles soient disponibles pour une utilisation ultérieure. En revanche, si la différence entre les deux données brutes est inférieure, en valeur absolue, à un seuil S déterminé, c'est-à-dire si 1 DB-D'B 1 Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, si la différence entre les deux données brutes est inférieure, en valeur absolue, à un seuil S déterminé, c'est-à-dire si 1 DB-D'B 1 REVENDICATIONS1. Procédé de transmission optimisée de données finalisées (DF) vers une unité centrale de paramètres de pneumatiques d'un véhicule obtenues à partir de données brutes (DB) de paramètres mesurés par des capteurs (14, 16, 17) des unités roue (10) d'un système de contrôle de la pression des pneumatiques par l'intermédiaire d'un circuit radiofréquence (20), lesdites unités roues (10) comprenant chacune : • un processeur (15), localisé dans un module de traitement (12), pour calculer les données finalisées (DE) à partir des données brutes (DB) • une mémoire (18) afin de stocker les données brutes (D'B) et les données finalisées (D'F), • une horloge (19) du processeur (15), reliée au processeur (15), possédant une base de temps (CLKB) pour gérer la fréquence des mesures des données brutes (DB), • une horloge (26) du circuit d'émission (20) possédant une base de temps (Tps) et gérant la fréquence d'émission par un circuit d'émission (20) des 15 données finalisées (DF) vers l'unité centrale, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : • étape 1, vérification dans chaque unité roue (10), par des moyens de comparaison (13), situés dans le module de traitement (12) et reliés au processeur (15) et aux capteurs (14, 16, 17), que la différence entre une 20 nouvelle donnée brute (DB) d'au moins un paramètre de référence fournie à un instant donné et une donnée brute (D'B) de ce même paramètre fournie à un instant antérieur et stockée dans la mémoire (18), est supérieure, en valeur absolue, à un seuil de variation (S) prédéterminé, • étape 2, si le seuil de variation est franchi, calcul par le processeur (15) des 25 données finalisées (DE) des paramètres à partir des données brutes (DB), • étape 3, mémorisation dans la mémoire (18) des nouvelles données brutes (D'B) et des nouvelles données finalisées (D'F) correspondantes, • étape 4, envoi des données finalisées (DE) vers l'unité centrale par l'intermédiaire du circuit d'émission (20). 30 2. Procédé de transmission optimisée selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit procédé comporte en outre préalablement à l'étape 3, une correction par le processeur (15) de la base de temps (CLKB) de l'horloge (19) du processeur (15) avec la base de temps (Tps) de l'horloge (26) du circuit d'émission (20), afin d'obtenir une base de temps corrigée plus précise (CLKE), 3. Procédé de transmission optimisée selon la revendication 1 et 2, caractérisé en ce que lors de l'étape 1, si le seuil de variation n'est pas franchi, alors ledit procédé comporte les étapes suivantes : • étape 2, calcul par le processeur (15) du nombre de moles d'air (n) contenues dans le pneumatique à partir des dernières données finalisées (D'F) mémorisées dans la mémoire (18), • étape 3, envoi du nombre de moles d'air (n) vers l'unité centrale par l'intermédiaire du circuit d'émission (20). 4. Procédé de transmission optimisée selon les revendications 1 à 3 , caractérisé en ce que la comparaison entre les données brutes (DB) est effectuée par une logique élémentaire située dans des moyens de comparaison (13) externes au processeur (15). 5. Procédé de transmission optimisée selon les revendications 1 à 4, dans lequel le paramètre de référence est la température (T). 6. Procédé de transmission optimisée selon la revendication 5, dans lequel le seuil de variation de température (St) est au moins égal, en valeur absolue, à 2° C. 7. Procédé de transmission optimisée selon les revendications 1 à 4, dans lequel le paramètre de référence est la tension d'alimentation (V). 8. Procédé de transmission optimisée selon la revendication 7, dans lequel le seuil de variation de tension (Sä) est au moins égal, en valeur absolue, à 100 mV. 9. Procédé de transmission optimisée selon les revendications 1 à 4, dans lequel la température (T) et la tension d'alimentation (V) sont deux paramètres de référence pris en compte cumulativement, pour corriger et mémoriser les nouvelles données brutes. 10. Unité roue de mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant : • des capteurs de mesure des paramètres de pression (16), de température (14) et d'accélération (17), ainsi que • des moyens d'alimentation autonome (22), • un processeur (15) de calcul des données finalisées (DF) à partir des données brutes (DB) fournies par les capteurs, • une horloge (19) du processeur (15) possédant une base de temps (CLKB) qui déclenche périodiquement les mesures des paramètres et leur mémorisation, • des moyens de mémorisation (18) des données brutes (DB) et des données finalisées (DE), • un circuit d'émission radiofréquence (20) transmettant les données finalisées (DF) par à une unité centrale à une fréquence prédéterminée par une horloge (26) du circuit d'émission (20) possédant une base de temps propre (Tps),ladite unité roue étant caractérisée en ce qu'elle comporte également dans un module de traitement (12), des moyens de comparaison (13), externes au processeur (15), entre des données brutes successives (DB) d'un même paramètre. 11. Unité roue selon la revendication 9, dans laquelle les moyens de 5 comparaison (13) se présentent sous forme de composants de logique élémentaire.