Brevet FR3084460A1 — publié le 20200131

La présente invention appartient au domaine de la mesure de grandeurs physiques pour un véhicule automobile, comme par exemple une voiture, et concerne plus particulièrement un procédé de calibration d'un capteur d'accélération radiale d'une roue d'un véhicule automobile, ainsi qu'une unité roue configurée pour mettre en oeuvre un tel procédé de calibration. Afin d'accroitre la sécurité de conduite, les réglementations actuelles imposent à chaque véhicule automobile nouvellement produit d'être équipé d'un système de surveillance de différents paramètres physiques, de manière à être en mesure de détecter un dysfonctionnement d'un ou plusieurs éléments constitutifs dudit véhicule automobile. Les paramètres mesurés sont typiquement l'accélération radiale d'au moins une roue du véhicule, ainsi que la pression et la température du pneumatique équipant cette roue. De manière conventionnelle, un tel système de surveillance comporte au moins un boîtier électronique, dit encore « unité roue », monté sur une roue du véhicule automobile. Par exemple, une telle unité roue coopère de manière fixe avec une valve de la jante équipant la roue. De manière préférée, chaque roue du véhicule est équipée d'une unité roue afin d'effectuer une surveillance de certains paramètres pour l'ensemble du véhicule. L'unité roue comprend des capteurs respectivement dédiés à la mesure desdits paramètres, comme par exemple un capteur TPMS (acronyme de l'expression anglo-saxonne « Tire Pressure Monitoring System ») dédié à la mesure de pression du pneumatique. Outre ces capteurs, l'unité roue comporte également un microprocesseur, une batterie, une mémoire et un émetteur radiofréquence. En complément de l'unité roue, le système de surveillance comprend aussi une unité centrale équipant le véhicule et comportant un calculateur électronique intégrant un récepteur radiofréquence connecté à une antenne, cela afin de réceptionner des signaux émis par l'unité roue et, le cas échéant, émettre des alertes à destination du conducteur du véhicule. Les fonctions exécutées par l'unité roue dépendent pour beaucoup de la précision avec laquelle est mesurée l'accélération radiale de la roue équipée par ladite unité roue. En effet, et d'une part, la batterie équipant l'unité roue possède une durée de vie limitée, typiquement entre 5 et 10 ans. Pour préserver au maximum cette durée de vie, il convient de superviser les paramètres physiques, la température et la 2 pression du pneumatique dans notre exemple, uniquement lorsque le véhicule se déplace. Par conséquent, si la mesure d'accélération radiale est erronée et amène à détecter un déplacement du véhicule alors que celui-ci est à l'arrêt, la batterie de l'unité roue sera consommée à tort. D'autre part, dans le cas où au moins deux roues 5 sont équipées respectivement d'unités roue, la précision de la mesure d'accélération radiale joue un rôle critique dans l'identification d'une roue éventuellement concernée par un défaut de pression. Il est connu qu'un capteur d'accélération radiale comporte une erreur dite « constante » (encore appelée erreur de mesure ou erreur de décalage à l'origine ou 10 bien « Offset » dans la littérature anglo-saxonne), correspondant à un décalage inhérent à la technologie mise en oeuvre et susceptible d'affecter la précision de mesure. Si la valeur de cette erreur constante est estimée avec précision lors de la fabrication, elle reste néanmoins soumises à d'importantes dérives dans le temps, notamment en raison du vieillissement des composants électroniques ainsi que des 15 chocs et variations de température subis. Il a donc été proposé des procédés de calibration du capteur d'accélération radiale, visant notamment la détermination de l'erreur constante et la correction des mesures d'accélération radiale en conséquence. Toutefois, les procédés de ce type se limitent à la détermination de l'erreur 20 constante soit lorsque le véhicule automobile se déplace selon un régime stabilisé, c'est-à-dire à vitesse constante, soit au cours d'un régime variable du véhicule mais en effectuant néanmoins des calculs sur la base d'une modélisation simplifiée des équations cinétiques décrivant l'évolution de l'accélération radiale (typiquement en négligeant les composantes sinusoïdales respectivement de l'accélération 25 gravitationnelle et de l'accélération longitudinale). Une telle modélisation simplifiée revient finalement à considérer un régime stabilisé et non variable. Par conséquent, ces procédés manquent de précision car ils reposent sur des hypothèses simplificatrices et/ou ne peuvent être mis en oeuvre lors d'une phase quelconque de déplacement du véhicule. 30 Par ailleurs, en ce qui concerne la correction de l'erreur constante, les solutions les plus récentes mettent en oeuvre un algorithme visant à décrémenter par pas constant, par exemple par pas de 0,5g (g représentant l'accélération gravitationnelle terrestre), l'accélération radiale mesurée lorsque le véhicule est à l'arrêt. Le critère d'arrêt de l'algorithme est l'atteinte d'une accélération radiale nulle. Une telle manière de procéder n'est pas optimale car trop approximative. En effet, sa 3 mise en oeuvre s'appuie sur l'hypothèse selon laquelle l'accélération radiale est nulle lorsque le véhicule est à l'arrêt, alors qu'en réalité cette dernière prend une valeur comprise entre -1g et +1g selon la position exacte du capteur d'accélération radiale dans la roue (le maximum +1g, [respectivement minimum -1g] étant atteint lorsque 5 ledit capteur est en haut [respectivement en bas] de la roue, l'accélération radiale mesurée étant centripète). Ainsi, il résulte de cette hypothèse l'introduction d'une erreur de mesure, par ailleurs modulée par le pas de l'algorithme, entachant la détermination de l'erreur constante. et affectant par conséquent la précision de mesure du capteur d'accélération radiale. 10 La présente invention a pour objectif de remédier à tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur, notamment ceux exposés ci-avant, en proposant une solution qui permette de calibrer efficacement un capteur d'accélération radiale d'une roue d'un véhicule automobile, notamment en déterminant de manière très précise l'erreur constante dudit capteur d'accélération radiale. Une telle solution permet de 15 calibrer le capteur d'accélération radiale à partir de mesures acquises lorsque le véhicule est en mouvement indépendamment de son régime de déplacement, et sans faire l'hypothèse d'une accélération radiale nulle lorsque le véhicule est à l'arrêt. L'invention propose également une solution permettant d'avoir une unité roue comportant un capteur d'accélération radiale et configurée pour calibrer efficacement 20 ce dernier. A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention concerne un procédé de calibration d'un capteur d'accélération radiale d'une roue d'un véhicule automobile. En outre, ledit procédé de calibration comporte les étapes suivantes : - une étape d'acquisition par le capteur d'accélération radiale de signaux a, 25 chaque signal S, étant acquis pendant une fenêtre temporelle Wi prédéterminée lorsque le véhicule est en mouvement, les fenêtres W, étant différentes entre elles, - une étape de détection, pour chaque fenêtre temporelle W, d'au moins trois extrema locaux du signal a associés respectivement à des valeurs de phase 30 ainsi qu'à des instants de détection, - une étape de détermination, pour chaque fenêtre temporelle W,, d'une fréquence F, de la rotation de la roue du véhicule en fonction des valeurs de phase et des instants de détection des extrema locaux détectés dans ladite fenêtre temporelle W,, 4 - une étape de filtrage passe-bas des signaux S, de sorte à obtenir pour chaque fenêtre temporelle W une valeur filtrée Z associée à la fréquence F,, - une étape de calibration d'une erreur constante E du capteur d'accélération radiale en fonction des valeurs filtrées Z et des fréquences F. 5 Dans des modes particuliers de mise en oeuvre de l'invention, le procédé de calibration peut comporter en outre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles. Dans un mode particulier de mise en oeuvre, l'étape de détermination de la 10 fréquence Fi comporte, pour chaque fenêtre temporelle W considérée, la détermination d'un signal temporel de phase cp, par interpolation quadratique des valeurs de phase respectives de trois extrema locaux, la fréquence F, étant déterminée par évaluation de la dérivée temporelle dudit signal 9, en un instant tp prédéterminé dans ladite fenêtre temporelle W. 15 Dans un mode particulier de mise en oeuvre, les trois extrema locaux considérés dans chaque fenêtre temporelle W, sont consécutifs. Dans un mode particulier de mise en oeuvre, la fréquence de coupure du filtre passe-bas appliqué aux signaux a est inférieure ou égale à 10 Hz, préférentiellement inférieure à 5 Hz, et encore plus préférentiellement égale à 1 Hz. 20 Dans un mode particulier de mise en oeuvre, l'étape d'estimation de l'erreur constante E comporte une régression linéaire de points R, chaque point P, ayant pour ordonnée et abscisse respectivement Z, et F2, l'erreur constante E étant estimée égale à l'ordonnée à l'origine de ladite régression linéaire. Dans un mode particulier de mise en oeuvre, ledit procédé comporte, 25 ultérieurement à l'étape de détection, une étape d'estimation, pour au moins une fenêtre temporelle Wi, d'une erreur de gain R, du capteur d'accélération radiale suivant la formule : R, = V/Q,, où V est représentatif d'une amplitude associée à au moins un extremum 30 local du signal S, acquis au cours de ladite au moins une fenêtre temporelle W,, et Q, est représentatif d'une amplitude attendue sur la base de mesures théoriquement fournies par le capteur d'accélération radiale pour ledit au moins un extremum local, l'erreur de gain R, n'étant calculée que si une phase de régime stabilisé du signal a est détectée. 5 Dans un mode particulier de mise en oeuvre, lorsqu'un signal temporel de phase pi est déterminé conformément à l'invention, l'étape d'estimation d'une erreur de gain comporte, pour chaque fenêtre temporelle 1/11,, une comparaison entre la dérivée seconde du signal temporel de phase (pi et une valeur prédéterminée E, de 5 sorte que si Ickp/dt1 REVENDICATIONS1. Procédé de calibration d'un capteur (14) d'accélération radiale d'une roue (10) d'un véhicule automobile, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - une étape (100) d'acquisition par le capteur (14) d'accélération radiale de signaux a, chaque signal S étant acquis pendant une fenêtre temporelle W, prédéterminée lorsque le véhicule est en mouvement, les fenêtres W, étant différentes entre elles, - une étape (200) de détection, pour chaque fenêtre temporelle W, d'au moins trois extrema locaux du signal a associés respectivement à des valeurs de phase ainsi qu'à des instants de détection, - une étape (300) de détermination, pour chaque fenêtre temporelle W,, d'une fréquence F, de la rotation de la roue (10) du véhicule en fonction des valeurs de phase et des instants de détection des extrema locaux détectés dans ladite fenêtre temporelle W,, - une étape (400) de filtrage passe-bas des signaux S, de sorte à obtenir pour chaque fenêtre temporelle W une valeur filtrée Z, associée à la fréquence F,, - une étape (500) de calibration d'une erreur constante Ec du capteur (14) d'accélération radiale en fonction des valeurs filtrées Z, et des fréquences Fi. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape (300) de détermination de la fréquence Fi comporte, pour chaque fenêtre temporelle W, considérée, la détermination d'un signal temporel de phase cp, par interpolation quadratique des valeurs de phase respectives de trois extrema locaux, la fréquence Fi étant déterminée par évaluation de la dérivée temporelle dudit signal cp, en un instant tp prédéterminé dans ladite fenêtre temporelle W. 3. Procédé selon revendication 2, dans lequel les trois extrema locaux considérés dans chaque fenêtre temporelle W, sont consécutifs. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la fréquence de coupure du filtre passe-bas appliqué aux signaux a est inférieure ou égale à 10 Hz, préférentiellement inférieure à 5 Hz, et encore plus préférentiellement égale à 1 Hz. 25 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'étape (500) de calibration de l'erreur constante E, comporte une régression linéaire de points P,, chaque point P, ayant pour ordonnée et abscisse respectivement Z et F2, l'erreur constante E étant estimée égale à l'ordonnée à l'origine de ladite régression 5 linéaire. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, ledit procédé comportant, ultérieurement à l'étape (200) de détection, une étape (600) d'estimation, pour au moins une fenêtre temporelle W , d'une erreur de gain RI du capteur (14) d'accélération radiale suivant la formule : R, = V,/Q,, où V, est représentatif d'une 10 amplitude associée à au moins un extremum local du signal a acquis au cours de ladite au moins une fenêtre temporelle W,, et Q est représentatif d'une amplitude attendue sur la base de mesures théoriquement fournies par le capteur (14) d'accélération radiale pour ledit au moins un extremum local, l'erreur de gain Ri n'étant calculée que si une phase de régime stabilisé du signal a est détectée. 15 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel, lorsqu'un signal temporel de phase pi est déterminé conformément à la revendication 2, l'étape (600) d'estimation d'une erreur de gain comporte, pour chaque fenêtre temporelle W. une comparaison entre la dérivée seconde du signal temporel de phase cp, et une valeur prédéterminée E, de sorte que si Id2q),/dt21 8. Procédé selon l'une des revendications 6 à 7, dans lequel l'amplitude V, correspond à l'amplitude entre deux extrema locaux consécutifs du signal a en phase de régime stabilisé, et Q vérifie : Qi= 2 xgxG, 25 où g est l'accélération de la pesanteur, et G est représentatif du gain d'un filtre appliqué au signal a au cours de l'étape (200) de détection de sorte à réduire le bruit de mesure. 9. Unité roue (11) comportant un capteur (14) d'accélération radiale, ladite unité roue (11) étant caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens configurés 30 pour mettre en oeuvre les étapes du procédé de calibration selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, de sorte à calibrer ledit capteur (14) d'accélération radiale. 10. Véhicule automobile comportant une unité roue (11) selon la revendication 9.