Brevet FR3120207A1 — publié le 20220902

L'invention concerne un procédé pour la localisation des roues d’un véhicule automobile (10), ledit véhicule comportant au moins une unité centrale (12) de calcul qui comporte un émetteur-récepteur principal (24) en radiofréquence ultra large bande, et une pluralité d’unités roue (14a, 14b, 14c, 14d) qui comprennent chacune un émetteur-récepteur secondaire (26a, 26b, 26c, 26d) en radiofréquence ultra large bande adapté pour communiquer avec l’émetteur-récepteur principal (24), caractérisé en ce qu’il comprend au moins une étape de mesure de la distance entre l’émetteur-récepteur principal (24) et l’émetteur-récepteur secondaire (26a, 26b, 26c, 26d) à localiser, en analysant le temps de propagation d’un message échangé, et une étape de localisation de ladite unité roue (14a, 14b, 14c, 14d) associée à l’émetteur-récepteur secondaire (26a, 26b, 26c, 26d) à localiser en fonction de la distance mesurée au cours de l’étape de mesure. Figure pour l’abrégé : Fig ure 1 Procédé pour la localisation des roues d’un véhicule automobile La présente demande brevet se rapporte à un procédé pour la localisation des roues d’un véhicule automobile, ce procédé ayant des applications notamment dans le domaine des systèmes de surveillance des pneumatiques pour automobiles. A des fins de sécurité, il est connu d’équiper un véhicule automobile d’un système de surveillance connu sous la dénomination « TPMS » (sigle anglais pour « Tyre Pressure Monitoring System », soit en français « Système de Surveillance de la Pression des Pneus »). Un tel système de surveillance comporte généralement une unité centrale de calcul, des unités roue qui équipent chacune une roue associée du véhicule et un ensemble de communications en radiofréquence adapté pour assurer la communication entre chaque unité roue et l’unité centrale de calcul. L’unité centrale comporte un calculateur électronique connu sous la dénomination « ECU » (sigle anglais pour « Electronic Control Unit »). Chaque unité roue comprend un ensemble électronique de capteurs afin notamment de détecter une anomalie de la roue. Ces capteurs peuvent, par exemple, être un capteur de la pression de gonflage du pneumatique, de température et un capteur d'accélération de la roue. De plus, chaque unité roue comporte une batterie et une mémoire. Il est essentiel de connaître la localisation de chaque unité roue, pour exploiter les données transmises par les unités roue. Plus particulièrement, l’information de localisation est requise pour connaître le seuil de pression recommandée à appliquer, suivant qu’il s’agisse d’une roue avant ou d’une roue arrière et aussi pour afficher les valeurs de pression actuelles de la roue associée. Cette contrainte de localisation perdure pendant toute la durée de vie du véhicule, notamment après des changements de roues ou des inversions de la position de ces roues. On connaît un type de procédé de localisation des roues d’un véhicule par corrélation angulaire, tels que notamment les procédés décrits dans les documents EP-0806306, EP-0895879 et FR-2974033 dont le principe s’appuie sur la corrélation existant entre les signaux délivrés par un capteur angulaire équipant une roue et les signaux délivrés par un capteur de vitesse monté sur le véhicule à proximité de cette roue. Typiquement, ce type de procédé par corrélation angulaire s’appuie sur des signaux délivrés par les capteurs de vitesse d’un système de sécurité active tels qu’un système d’antiblocage des roues dit « ABS » et d’un système de contrôle dynamique de stabilité dit « ESP ». [Problème technique restant posé] L’état de la technique actuel, notamment les procédés de détection du type par corrélation angulaire, demande une architecture complexe et une synchronisation des messages envoyés en radiofréquence. La présente invention a notamment pour but de résoudre ces inconvénients en proposant un procédé de localisation des roues d’un véhicule automobile qui est rapide et qui peut se passer de mesures angulaires effectuées par le système de sécurité active. On atteint cet objectif, ainsi que d’autres apparaîtront à la lecture de la description qui suit, avec un procédé pour la localisation des roues d’un véhicule automobile, ledit véhicule comportant au moins : - une unité centrale de calcul qui comporte un émetteur-récepteur principal en radiofréquence ultra large bande, et - une pluralité d’unités roue qui comprennent chacune un ensemble électronique de capteurs et un émetteur-récepteur secondaire en radiofréquence ultra large bande adapté pour communiquer avec l’émetteur-récepteur principal, chaque unité roue étant montée sur une roue du véhicule automobile, remarquable en ce qu’il comprend au moins : - une étape d’échange d’au moins un message entre l’émetteur-récepteur principal et l’émetteur-récepteur secondaire à localiser parmi lesdites unités roue, - une étape de mesure de la distance entre l’émetteur-récepteur principal et l’émetteur-récepteur secondaire à localiser, en analysant le temps de propagation dudit message échangé, et - une étape de localisation de ladite unité roue associée à l’émetteur-récepteur secondaire à localiser dans le véhicule automobile, en fonction de la distance mesurée au cours de l’étape de mesure. Ainsi, le procédé selon l’invention offre une solution efficace pour localiser les roues d’un véhicule avec peu de moyens techniques. Suivant d’autres caractéristiques optionnelles du procédé selon invention, prises seules ou en combinaison : - au cours de l’étape d’échange de message, l’émetteur-récepteur principal envoie un message aller daté à l’émetteur-récepteur secondaire à localiser, ledit émetteur-récepteur secondaire à localiser répond en envoyant un message retour à l’émetteur-récepteur principal, puis au cours de l’étape de mesure, l’unité centrale analyse le temps de propagation du message aller et du message retour pour mesurer la distance entre l’émetteur-récepteur principal et l’émetteur-récepteur secondaire à localiser ; - ledit émetteur-récepteur secondaire à localiser émet un message initial qui comprend des données représentatives des paramètres de fonctionnement de la roue associée et qui initie l’étape d’échange entre l’émetteur-récepteur principal et l’émetteur-récepteur secondaire à localiser ; - procédé appliqué à un véhicule automobile comportant un émetteur-récepteur principal qui est centré suivant un axe médian longitudinal du véhicule automobile et une pluralité d’unités roue équipées chacune d’un accéléromètre, ladite étape de localisation comprenant une phase de distinction des roues qui consiste à analyser les données délivrées par l’accéléromètre pour distinguer le sens de rotation de la roue associée et pour distinguer des roues latéralement opposées de part et d’autre de l’axe médian longitudinal du véhicule automobile ; - procédé appliqué à un véhicule automobile comportant un émetteur-récepteur principal déporté qui est agencé dans le véhicule automobile de sorte que les distances entre ledit émetteur-récepteur principal et chaque émetteur-récepteur secondaire sont distinctes. Cette caractéristique permet de s’affranchir de l’utilisation d’un accéléromètre ; - au cours de l’étape de localisation, les distances mesurées au cours de la seconde étape de mesure sont comparées avec des distances standards préétablies, pour associer chaque distance mesurée avec au moins un émetteur-récepteur secondaire, afin de localiser lesdites roues associées. La présente invention se rapporte également à un véhicule automobile comprenant au moins : - une unité centrale de calcul qui comporte un émetteur-récepteur principal en radiofréquence ultra large bande, et - une pluralité d’unités roue qui comprennent chacune un ensemble électronique de capteurs et un émetteur-récepteur secondaire en radiofréquence ultra large bande adapté pour communiquer avec l’émetteur-récepteur principal, chaque unité roue étant montée sur une roue du véhicule automobile, remarquable en ce que ladite unité centrale, et/ou lesdites unités roue, sont dûment programmées pour mettre en œuvre le procédé décrit précédemment. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : : une vue schématique d’un véhicule automobile équipé d’unités roue et d’une unité centrale centrée suivant un axe médian longitudinal du véhicule, auquel est appliqué le procédé selon un premier mode de réalisation de l’invention ; : une vue schématique similaire à la vue de la , avec l’unité centrale déportée, auquel est appliqué le procédé selon un second mode de réalisation de l’invention. Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques ou similaires sur l’ensemble des figures. On a représenté à la un véhicule automobile 10 qui est équipé d’une unité centrale 12 de calcul et de quatre unités roue 14a, 14b, 14c, 14d qui sont montées chacune sur une roue 16a, 16b, 16c, 16d associée. Les quatre roues 16a, 16b, 16c, 16d comprennent une roue avant gauche référencée 16a, une roue avant droite référencée 16b, une roue arrière droite référencée 16c et une roue arrière gauche référencée 16d, la paire de roues gauches 16a, 16d étant opposées latéralement suivant un axe A médian longitudinal avec la paire de roues droites 16b, 16c. L’unité centrale 12 comporte notamment un calculateur électronique connu sous la dénomination « ECU » (sigle anglais pour « Electronic Control Unit ») et une mémoire. Aussi, l’unité centrale 12 comporte un émetteur-récepteur principal 24 en radiofréquence. Chaque unité roue 14a, 14b, 14c, 14d, qui appartient à un système de surveillance du type « TPMS », comprend un boîtier électronique qui renferme un ensemble de capteurs dédiés à la mesure de paramètres tels qu’un capteur de pression, un capteur de température du pneumatique équipant la roue 16a, 16b, 16c, 16d associée. Aussi, chaque unité roue 14a, 14b, 14c, 14d comporte une batterie et une mémoire (non représentées). De plus, chaque unité roue 14a, 14b, 14c, 14d est équipée d’un émetteur-récepteur secondaire 26a, 26b, 26c, 26d adapté pour communiquer et transmettre des messages avec l’émetteur-récepteur principal 24. Les messages échangés entre l’émetteur-récepteur principal 24 et chaque émetteur-récepteur secondaire 26a, 26b, 26c, 26d comportent notamment des données représentatives de paramètres de fonctionnement de chaque roue 16a, 16b, 16c, 16d associée et un code d’identification de chaque unité roue 14a, 14b, 14c, 14d associée. La communication se fait selon un protocole de communication permettant un échange bidirectionnel de données en utilisant des ondes radio fréquence du type ultra large bande, connu sous la dénomination anglaise « ultra wideband ». Le procédé selon l’invention comprend une première étape d’échange qui consiste à échanger des messages, ou signaux, entre l’émetteur-récepteur principal 24 et chaque émetteur-récepteur secondaire 26a, 26b, 26c, 26d à localiser successivement. Plus particulièrement, au cours de l’étape d’échange, l’émetteur-récepteur principal 24 envoie un message aller daté à l’émetteur-récepteur secondaire 26a, 26b, 26c, 26d à localiser, par exemple l’émetteur-récepteur secondaire 26a associé à l’unité roue 14a avant gauche, puis l’émetteur-récepteur secondaire 26a à localiser répond en envoyant un message retour à l’émetteur-récepteur principal 24. Selon un exemple de réalisation préféré de l’invention, l’émetteur-récepteur secondaire 26a à localiser émet un message initial qui comprend des données représentatives des paramètres de fonctionnement de la roue 16a associée et qui initie l’étape d’échange entre l’émetteur-récepteur principal 24 et l’émetteur-récepteur secondaire 26a à localiser. En effet, dans le cadre d’un système de surveillance du type « TPMS », il est courant que chaque émetteur-récepteur secondaire 26a, 26b, 26c, 26d envoie un message à l’émetteur-récepteur principal 24 à intervalle régulier ou à l’occasion d’un évènement, pour transmettre à l’unité centrale 12 les paramètres de fonctionnement de la roue 16a, 16b, 16c, 16d associée. La première étape d’échange est répétée pour chaque récepteur secondaire 26a, 26b, 26c, 26d de chaque unité roue 14a, 14b, 14c, 14d associée, et est suivie par une seconde étape de mesure de la distance entre l’émetteur-récepteur principal 24 et l’émetteur-récepteur secondaire 26a à localiser. La seconde étape de mesure de la distance consiste à analyser le temps de propagation du message aller et du message retour pour mesurer la distance entre l’émetteur-récepteur principal 24 et l’émetteur-récepteur secondaire 26a à localiser. Par exemple, la distance entre l’émetteur-récepteur principal 24 et l’émetteur-récepteur secondaire 26a à localiser est calculée en multipliant le temps de propagation du message aller et du message retour par la vitesse de la lumière, puis en divisant par deux le résultat, en prenant également en compte le temps de latence de réponse de l’émetteur-récepteur secondaire 26a à localiser qui est connu. En effet, les ondes électromagnétiques se propagent dans le vide à la vitesse de la lumière (quelle que soit leur fréquence. Un signal émis par un émetteur-récepteur est physiquement une onde électromagnétique qui est rayonnée par une antenne et qui va donc se propager à la vitesse de la lumière. Le calcul d’une distance en fonction du temps de propagation, ou temps de vol, d’un message par radio fréquence du type ultra large bande est connu de l’art antérieur et ne sera donc pas décrit plus en détail. La seconde étape de mesure est répétée pour chaque récepteur secondaire 26a, 26b, 26c, 26d de chaque unité roue 14a, 14b, 14c, 14d associée. A la suite de la seconde étape de mesure, le procédé comporte une troisième étape de localisation de l’unité roue 14a, ou de la roue 16a, associée à l’émetteur-récepteur secondaire 26a à localiser dans le véhicule automobile 10, en fonction de la distance mesurée au cours de la seconde étape de mesure précédente. Selon un premier mode de réalisation du procédé selon l’invention, illustré à la , l’émetteur-récepteur principal 24 est centrée suivant l’axe A médian longitudinal du véhicule automobile 10. La position centrée de l’émetteur-récepteur principal 24 implique que l’unité roue 14a avant gauche et l’unité roue 14b avant droite sont équidistantes de l’émetteur-récepteur principal 24. De même, l’unité roue 14c arrière droite et l’unité roue 14d arrière gauche sont équidistantes de l’émetteur-récepteur principal 24. Pour distinguer deux unité roues 14a, 14b, 14c, 14d équidistantes, il convient de déterminer leur sens de rotation respectif, ou plus précisément le sens de rotation de la roue 16a, 16b, 16c, 16d associée. En effet, une roue agencée à gauche et une roue opposée agencée à droite de l’axe A médian du véhicule automobile 10 tournent suivant un sens de rotation opposé. A cet effet, toujours selon le premier mode de réalisation, chaque unité roue 14a, 14b, 14c, 14d est équipée d’un accéléromètre (non représenté) qui est adapté pour délivrer à l’unité centrale 12 un signal représentatif du sens de rotation de la roue 16a, 16b, 16c, 16d associée. Aussi, l’étape de localisation comprend une phase de distinction des roues 16a, 16b, 16c, 16d qui permet de distinguer le sens de rotation des roues 16a, 16b, 16c, 16d et par conséquent sa position latérale, en analysant la valeur d’accélération radiale délivrée par l’accéléromètre associé. De plus, la phase de distinction des roues 16a, 16b, 16c, 16d permet également de distinguer deux roues jumelles sur un même essieu. Ce type de roues jumelles équipe notamment des véhicules du type poids lourd. Selon un second mode de réalisation du procédé selon l’invention, illustré à la , l’émetteur-récepteur principal 24 est décentré par rapport à l’axe A médian longitudinal du véhicule automobile 10, c’est à dire que l’émetteur-récepteur principal 24 est agencé dans le véhicule automobile 10 de sorte que les distances entre l’émetteur-récepteur principal 24 et chaque émetteur-récepteur secondaire 26a, 26b, 26c, 26d sont distinctes. Ainsi, selon le second mode de réalisation, au cours de la troisième étape de localisation, les distances mesurées au cours de la seconde étape de mesure sont comparées avec des distances standards préétablies, pour associer chaque distance mesurée avec l’émetteur-récepteur secondaire 26a, 26b, 26c, 26d qui convient, afin de localiser chaque unité roue 14a, 14b, 14c, 14d, et donc chaque roue 16a, 16b, 16c, 16d. A cet effet, les distances standards préétablies de chaque émetteur-récepteur secondaire 26a, 26b, 26c, 26d par rapport à l’émetteur-récepteur principal 24 sont consignées dans une table de calibrage mémorisée dans la mémoire de l’unité centrale 12. Avantageusement, on comprend que le procédé selon le second mode de réalisation est applicable à un véhicule automobile 10 dépourvu d’accéléromètre. Procédé pour la localisation des roues d’un véhicule automobile (10), ledit véhicule comportant au moins : - une unité centrale (12) de calcul qui comporte un émetteur-récepteur principal (24) en radiofréquence ultra large bande, et - une pluralité d’unités roue (14a, 14b, 14c, 14d) qui comprennent chacune un ensemble électronique de capteurs et un émetteur-récepteur secondaire (26a, 26b, 26c, 26d) en radiofréquence ultra large bande adapté pour communiquer avec l’émetteur-récepteur principal (24), chaque unité roue (14a, 14b, 14c, 14d) étant montée sur une roue (16a, 16b, 16c, 16d) du véhicule automobile (10), caractérisé en ce qu’il comprend au moins : - une étape d’échange d’au moins un message entre l’émetteur-récepteur principal (24) et l’émetteur-récepteur secondaire (26a, 26b, 26c, 26d) à localiser parmi lesdites unités roue, - une étape de mesure de la distance entre l’émetteur-récepteur principal (24) et l’émetteur-récepteur secondaire (26a, 26b, 26c, 26d) à localiser, en analysant le temps de propagation dudit message échangé, et - une étape de localisation de ladite unité roue (14a, 14b, 14c, 14d) associée à l’émetteur-récepteur secondaire (26a, 26b, 26c, 26d) à localiser dans le véhicule automobile (10), en fonction de la distance mesurée au cours de l’étape de mesure. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’au cours de l’étape d’échange de message, l’émetteur-récepteur principal (24) envoie un message aller daté à l’émetteur-récepteur secondaire (26a, 26b, 26c, 26d) à localiser, ledit émetteur-récepteur secondaire (26a, 26b, 26c, 26d) à localiser répond en envoyant un message retour à l’émetteur-récepteur principal (24), puis au cours de l’étape de mesure, l’unité centrale (12) analyse le temps de propagation du message aller et du message retour pour mesurer la distance entre l’émetteur-récepteur principal (24) et l’émetteur-récepteur secondaire (26a, 26b, 26c, 26d) à localiser. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit émetteur-récepteur secondaire (26a, 26b, 26c, 26d) à localiser émet un message initial qui comprend des données représentatives des paramètres de fonctionnement de la roue (16a, 16b, 16c, 16d) associée et qui initie l’étape d’échange entre l’émetteur-récepteur principal (24) et l’émetteur-récepteur secondaire (26a, 26b, 26c, 26d) à localiser. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, appliqué à un véhicule automobile (10) comportant un émetteur-récepteur principal (24) qui est centré suivant un axe (A) médian longitudinal du véhicule automobile (10) et une pluralité d’unités roue (14a, 14b, 14c, 14d) équipées chacune d’un accéléromètre, ladite étape de localisation comprenant une phase de distinction des roues (16a, 16b, 16c, 16d) qui consiste à analyser les données délivrées par l’accéléromètre pour distinguer le sens de rotation de la roue (16a, 16b, 16c, 16d) associée et pour distinguer des roues (16a, 16b, 16c, 16d) latéralement opposées de part et d’autre de l’axe (A) médian longitudinal du véhicule automobile (10). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, appliqué à un véhicule automobile (10) comportant un émetteur-récepteur principal (24) déporté qui est agencé dans le véhicule automobile (10) de sorte que les distances entre ledit émetteur-récepteur principal (24) et chaque émetteur-récepteur secondaire (26a, 26b, 26c, 26d) sont distinctes. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’au cours de l’étape de localisation, les distances mesurées au cours de la seconde étape de mesure sont comparées avec des distances standards préétablies, pour associer chaque distance mesurée avec au moins un émetteur-récepteur secondaire (26a, 26b, 26c, 26d), afin de localiser lesdites roues (16a, 16b, 16c, 16d) associées. Véhicule automobile (10) comprenant au moins : - une unité centrale (12) de calcul qui comporte un émetteur-récepteur principal (24) en radiofréquence ultra large bande, et - une pluralité d’unités roue (14a, 14b, 14c, 14d) qui comprennent chacune un ensemble électronique de capteurs et un émetteur-récepteur secondaire (26a, 26b, 26c, 26d) en radiofréquence ultra large bande adapté pour communiquer avec l’émetteur-récepteur principal (24), chaque unité roue (14a, 14b, 14c, 14d) étant montée sur une roue (16a, 16b, 16c, 16d) du véhicule automobile (10), caractérisé en ce que ladite unité centrale (12), et/ou lesdites unités roue (14a, 14b, 14c, 14d), sont dûment programmées pour mettre en œuvre le procédé conforme à l’une quelconque des revendications 1 à 6.