Brevet FR2957707A1 — publié le 20110923

L'invention concerne un procédé de localisation de la position de roues d'un véhicule 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. 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, et d'une unité centrale de réception des signaux émis par les émetteurs, comportant un calculateur intégrant un récepteur radiofréquence. 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 notamment un temps de roulage conséquent pour réaliser une discrimination entre les différentes roues. Une deuxième méthode de localisation consiste à utiliser au moins 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 des antennes par l'émission d'un champ magnétique basse fréquence. 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 diverses antennes conduit à la localisation des boîtiers électroniques montés sur les roues jouxtant ces antennes. 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 5 démarrage du véhicule. Par contre, cette solution s'avère très coûteuse car elle impose d'équiper le véhicule d'au moins trois antennes avec toutes les sujétions afférentes : câbles de connexion, amplificateurs de commande... Une troisième méthode de localisation consiste à déterminer le positionnement 10 des roues à partir d'une comparaison de l'intensité des signaux reçus par l'unité centrale, en provenance de chaque émetteur. Tel que notamment décrit dans le brevet EP 0 931 679, cette méthode consiste : • dans une phase préliminaire, à programmer l'unité centrale de façon à élaborer, à partir de l'enveloppe de l'amplitude du signal reçu de chaque 15 émetteur, une signature de ce signal, puis à mémoriser dans la dite unité centrale chaque signature et la position correspondante de la roue, • et lors de l'utilisation du véhicule, à mettre en oeuvre une procédure de localisation consistant à élaborer dans l'unité centrale les signatures des signaux reçus des émetteurs, et à comparer chaque signature avec les 20 signatures mémorisées de façon à en déduire la position de la roue correspondante. Il s'avère toutefois que cette technique requiert l'émission de signaux d'une durée relativement importante, dans la pratique de l'ordre du temps requis pour effectuer un tour de roue à faible vitesse, en vue de l'obtention d'une comparaison significative des 25 signatures. De ce fait, la procédure de localisation ne peut pas être réalisée en utilisant, en vue de l'élaboration des signatures destinées à être comparées avec les signatures mémorisées, les trames de données émises périodiquement, lors du roulage, par les boîtiers électroniques, comportant le code d'identification des dits boîtiers électroniques et 30 les données représentatives des paramètres de fonctionnement mesurés. La durée d'émission de chacune de ces trames de données s'avère, en effet, être beaucoup trop courte pour permettre une comparaison significative du signal émis avec les signatures mémorisées. La solution, en vue de la localisation des roues, consiste donc, selon ce procédé, 35 à mettre en oeuvre, en début de roulage du véhicule, une procédure initiale dédiée à cette localisation, durant laquelle les boîtiers électroniques émettent, non pas les trames de données usuelles (code d'identification et paramètres mesurés), mais des signaux spécifiques de longue durée, consistant, par exemple, en une porteuse. Il s'avère toutefois que lors de cette procédure initiale de localisation et compte tenu de la longueur des temps d'émission, des collisions fréquentes interviennent entre les signaux en provenance des différents boîtiers électroniques, de sorte que la discrimination des roues par la mise en oeuvre de cette procédure s'avère aléatoire ou, à tout le moins, nécessite des temps de roulage importants. La présente invention vise à pallier ces inconvénients et a pour principal objectif de fournir un procédé de localisation requérant l'émission de signaux de faibles durées, tels que des trames de données cohérentes décodées, à destination de l'unité centrale des véhicules. A cet effet, l'invention vise un procédé de localisation de roues d'un véhicule 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, le dit procédé de localisation comportant une phase préalable de mémorisation dans l'unité centrale, pour chaque roue, d'une image, sur un tour de roue, de l'intensité du signal reçu par la dite unité centrale en provenance du boîtier électronique équipant la dite roue. Selon l'invention, ce procédé de localisation consiste, lors de l'utilisation du 20 véhicule : • à commander l'émission par chaque boîtier électronique monté sur une roue d'une séquence de n signaux émis avec des intervalles de temps prédéterminés, • à calculer, pour chaque séquence de n signaux, la variation temporelle des 25 coefficients de corrélation entre chaque signal de la dite séquence et chacune des images mémorisées, • à calculer le pic de corrélation des coefficients de corrélation de chacun des n signaux, et à déterminer la position temporelle sur un tour de roue de chacun des dits n pics de corrélation de façon à en déduire les intervalles de temps 30 séparant les divers pics, • et à sélectionner, pour chaque image mémorisée, la roue à l'origine de l'émission de séquences de n signaux présentant les pics de corrélation les plus importants associés à des intervalles de temps correspondant aux intervalles de temps séparant les émissions des n signaux des séquences de 35 signaux. Le procédé selon l'invention consiste à corréler une séquence entière composée de plusieurs signaux représentatifs chacun d'une partie d'une des images mémorisées, reçus à des intervalles de temps différents. Sur cette base, la localisation est effectuée en utilisant deux fonctions principales : • une première fonction de calcul de la variation temporelle des coefficients de corrélation, • et une seconde fonction d'estimation du pic de corrélation et de sa position temporelle dans la séquence reçue. La première fonction consiste à calculer, pour une séquence, la variation temporelle des coefficients de corrélation entre chaque signal reçu et l'image complète de chaque roue, calcul consistant, à partir d'une mesure de la vitesse du véhicule lors de l'émission des séquences de signaux, à normaliser dans une même base de temps chaque portion d'image transmise et chaque image mémorisée, en vue de comparer ces dernières par une méthode équivalant à « translater la portion d'image transmise le long de l'image mémorisée ». La seconde fonction consiste, quant à elle, à calculer les pics de corrélation des coefficients de corrélation, ainsi que leur position temporelle pour chaque image complète adaptée sur un tour de roue. Dans la pratique, il a été constaté que ce procédé permettait d'obtenir une marge de corrélation importante entre chaque roue à localiser et les autres roues, et ce dès des vitesses relativement faibles des véhicules. De plus, la durée de chacun des n signaux d'une séquence s'avère notablement réduite par rapport à la durée des signaux requise par la mise en oeuvre du procédé de 25 localisation décrit dans le préambule de la présente demande. Il a ainsi été constaté que la durée nécessaire à la transmission des trames données usuelles (code d'identification et paramètres mesurés) s'avérait suffisante pour l'obtention d'une procédure de localisation efficace, moyennant l'émission de séquences comportant n trames successives, avec n par exemple égal à 2 ou 3. 30 De ce fait, et de façon avantageuse, la localisation est réalisée, selon l'invention, lors de l'émission par chaque boîtier électronique monté sur une roue, d'une séquence de n trames de données comportant le code d'identification du dit boîtier électronique et les données représentatives des paramètres de fonctionnement mesurés. Ainsi, cette localisation ne requiert pas l'émission de signaux spécifiques délivrés 35 lors d'une procédure dédiée à la localisation. Selon un mode de mise en oeuvre avantageux visant à conforter de façon redondante les résultats obtenus : • on équipe l'unité centrale de deux antennes adaptées pour capter des signaux d'intensités différentes en provenance des boîtiers électroniques des différentes roues du véhicule, et/ou présentant des propriétés électromagnétiques différentes, • et on détermine la localisation des roues à partir de l'analyse des signaux captés par les deux antennes. A titre d'exemple avantageux, les deux antennes de l'unité centrale peuvent ainsi être physiquement décalées de 90°, et/ou consister en une antenne électrique et en une antenne magnétique. De plus, lors de l'utilisation de deux antennes, on calcule un signal représentatif de la différence des deux signaux reçus simultanément par les deux antennes, et on détermine la localisation des roues à partir de l'analyse du dit signal. L'utilisation d'un tel signal résultant conduit, en effet, à supprimer les tolérances liées à l'ensemble des paramètres. 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 d'exemple non limitatif un mode de réalisation préférentiel. Sur ces dessins : • la figure 1 est une vue de dessus schématique d'un véhicule doté d'un système de surveillance apte à permettre la mise en oeuvre du procédé de localisation selon l'invention, • la figure 2 est un schéma représentatif d'une séquence S d'émission de trois signaux, • la figure 3 est un graphique représentatif des variations temporelles des coefficients de corrélation obtenues, lors de la réception d'un signal en provenance de trois roues différentes, au moyen de la première fonction de calcul de la variation temporelle des coefficients de corrélation, • et la figure 4 est un graphique représentatif des pics de corrélation obtenus, pour trois roues différentes, au moyen de la seconde fonction d'estimation des pics de corrélation et de leur position temporelle. Le véhicule 1 représenté à la figure 1 est muni de quatre roues chaussées classiquement d'un pneumatique : • deux roues avant 2, 3, • et deux roues arrière 4, 5. Ce véhicule 1 est équipé d'un système de surveillance comportant classiquement, en premier lieu, associé à chaque roue 2-5, un boîtier électronique 6-9, par exemple solidarisé sur la jante de la dite roue de façon à être positionné à l'intérieur de l'enveloppe du pneumatique. De façon usuelle, chacun de ces boîtiers électroniques 6-9 intègre, par exemple, des capteurs dédiés à la mesure de paramètres, tels que pression et température du pneumatique, connectés à une unité de calcul à microprocesseur reliée à un émetteur RF connecté à une antenne émettrice. Tel que représenté à la figure 2, chacun de ces boîtiers électroniques 6-9 est, en outre, programmé pour émettre périodiquement des séquences S de n signaux en l'exemple trois signaux identiques T1-T3, émis avec des intervalles de temps prédéterminés IT1, IT2, et consistant chacun en une trame de données représentatives du code d'identification du boîtier électronique et des paramètres mesurés par les capteurs. Tel que représenté à la figure 1, 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 équipé en l'exemple de deux antennes 11, 12 décalées physiquement de 90°, de façon à capter des signaux d'intensité différente en provenance de chacun des quatre boîtiers électroniques 6-9, et présentant éventuellement des propriétés électromagnétiques différentes. L'unité centrale 10 comporte, en outre, des moyens de mesure de l'intensité des signaux électromagnétiques émis par les boîtiers électroniques 6-9 et reçus par la dite unité centrale. Ces moyens de mesure comportent une sortie de type RSSI (« Receiver Signal Strength Indicator » ou textuellement indicateur de la puissance du signal du récepteur), apte à permettre l'analyse de l'intensité des signaux électromagnétique reçus par le récepteur RF de l'unité centrale 10, cette fonction d'analyse étant gérée par la dite unité centrale au moyen d'un port analogique/numérique pour la dite sortie RSSI. 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 associés aux roues 2-5. A cet effet, l'unité centrale 10 est notamment programmée pour permettre d'associer à chaque signal reçu par cette dernière, une information concernant la position de la roue 2-5 équipée du boîtier électronique 6-9 à l'origine de ce signal. En vue de cette localisation, le procédé selon l'invention consiste, dans une phase préalable, à mémoriser dans l'unité centrale 10, pour chaque roue 2-5, une image, sur un tour de roue, de l'intensité du signal reçu par la dite unité centrale en provenance du boîtier électronique 6-9 équipant la dite roue. Par la suite, lors du roulage du véhicule 1, ce procédé de localisation consiste, 35 suite à l'émission par un boîtier électronique 6-9 monté sur une roue 2-5 d'une séquence S de trois signaux T1-T3 émis avec des intervalles de temps IT1, IT2 : • à calculer trois signaux résultants représentatifs, pour chaque signal émis, de la différence des deux signaux reçus simultanément par les deux antennes 11, 12, • à calculer la variation temporelle des coefficients de corrélation entre chaque signal résultant de la dite séquence et chacune des images mémorisées. Les résultats de ce calcul sont représentés à la figure 3 qui représente les variations calculées pour des signaux en provenance de trois roues 2-5 différentes. Les variations sont représentées pour une roue par un trait fait de longs pointillés, pour la deuxième roue par un trait fait de pointillés moins longs et pour la dernière roue par un trait composé de tirets mixtes, • à calculer le pic de corrélation Maxl-Max3 des coefficients de corrélation de chacun des trois signaux résultants, et à déterminer la position temporelle sur un tour de roue de chacun des dits n pics de corrélation de façon à en déduire les intervalles de temps IF1, IF2 séparant les divers pics. Les résultats de ce calcul sont représentés à la figure 4 qui représente les pics de corrélation et les intervalles de temps calculés pour des séquences de signaux en provenance de trois roues 2-5 différentes. Les pics de corrélation sont représentés pour une roue par un trait continu, pour la deuxième roue par un trait fait de pointillés et pour la troisième roue par un trait composé de tirets mixtes, • et à sélectionner, pour chaque image mémorisée, la roue 2-5 à l'origine de l'émission de séquences S de trois signaux résultants présentant les pics de corrélation Maxl-Max3 les plus importants associés à des intervalles de temps IF1, IF2 correspondant aux intervalles de temps IT1, IT2 d'émission des n signaux des séquences de signaux. Dans cet exemple, il s'agit de la troisième roue, qui est représentée par un trait de tirets mixtes. Une telle procédure de localisation présente notamment l'avantage essentiel de ne pas requérir l'émission de signaux spécifiques délivrés lors d'une procédure dédiée à la localisation. REVENDICATIONS1/ Procédé de localisation de la position de roues (2-5) d'un véhicule (1) 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, le dit procédé de localisation comportant une phase préalable de mémorisation dans l'unité centrale (10), pour chaque roue (2-5), d'une image, sur un tour de roue, de l'intensité du signal reçu par la dite unité centrale en provenance du boîtier électronique (6-9) équipant la dite roue, et le dit procédé de localisation étant caractérisé en ce qu'il consiste, lors de l'utilisation du véhicule (1) : • à commander l'émission par chaque boîtier électronique (6-9) monté sur une 10 roue (2-5) d'une séquence (S) de n signaux (T1-T3) émis avec des intervalles de temps prédéterminés (IT1, IT2), • à calculer, pour chaque séquence (S) de n signaux (T1-T3), la variation temporelle des coefficients de corrélation entre chaque signal (T1-T3) de la dite séquence et chacune des images mémorisées, 15 • à calculer le pic de corrélation (Maxi-Max3) des coefficients de corrélation de chacun des n signaux (T1-T3), et à déterminer la position temporelle sur un tour de roue de chacun des dits n pics de corrélation de façon à en déduire les intervalles de temps (IF1, IF2) séparant les divers pics, • et à sélectionner, pour chaque image mémorisée, la roue (2-5) à l'origine de 20 l'émission de séquences (S) de n signaux (T1-T3) présentant les pics de corrélation (Maxl-Max3) les plus importants associés à des intervalles de temps (IF1, IF2) correspondant aux intervalles de temps (IT1, IT2) d'émission des n signaux des séquences de signaux. 2/ Procédé de localisation selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque 25 séquence de n signaux consiste en une séquence de n trames de données comportant le code d'identification du boîtier électronique (6-9) et les données représentatives des paramètres de fonctionnement mesurés. 3/ Procédé de localisation selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que: 30 • on équipe l'unité centrale (10) de deux antennes (11, 12) adaptées pour capter des signaux d'intensités différentes en provenance des boîtiers électroniques (6-9) des différentes roues (2-5) du véhicule (1), et/ou présentant des propriétés électromagnétiques différentes, • et on détermine la localisation des roues (2-5) à partir de l'analyse des 35 signaux captés par les deux antennes (11, 12).4/ Procédé de localisation selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'on calcule un signal représentatif de la différence des deux signaux reçus simultanément par les deux antennes (11, 12), et on détermine la localisation des roues (2-5) à partir de l'analyse du signal résultant.