FR3066722B1 - Procede de determination de la mise en mouvement d’un vehicule automobile muni d'un systeme de surveillance de la pression d’un pneumatique - Google Patents
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Abstract
Procédé de détermination de la mise en mouvement d'un véhicule automobile muni d'un système de surveillance de la pression d'un pneumatique d'un véhicule automobile, la communication entre le récepteur et chaque émetteur du système de surveillance de la pression étant soumis à un effet Doppler de sorte qu'une composante périodique est insérée dans le signal émis par l'émetteur à destination du récepteur. Le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : • on réalise l'acquisition du signal de fréquence intermédiaire avant démodulation par un moyen de calcul pour extraction des données portées par le signal radiofréquence, • on détermine la transformée de Fourrier rapide du signal de fréquence intermédiaire, • on détermine la valeur moyenne de la transformée de Fourrier rapide du signal de fréquence intermédiaire sur une durée prédéterminée, • on détermine s'il existe une déviation fréquentielle en comparant la valeur instantanée de la transformée de Fourrier rapide à la valeur moyenne de la transformée de Fourrier rapide, • si tel est le cas, on détermine si l'amplitude de la déviation est supérieure à un seuil, • si tel est le cas, on détermine si la déviation est périodique, • si tel est le cas, on détermine que la déviation fréquentielle correspond à une composante périodique insérée dans le signal émis par l'émetteur du fait de l'effet Doppler, que l'émetteur de surveillance de la pression d'un pneumatique est en mouvement et que le véhicule est en mouvement.
Description
L’invention a pour domaine technique la détermination de la mise en mouvement d’un véhicule automobile et plus particulièrement, la détermination d’une telle mise en mouvement par l’intermédiaire d’un système de surveillance de la pression des pneumatiques d’un véhicule automobile.
Le système de surveillance de la pression des pneumatiques TPMS (acronyme anglophone pour « Tire Pressure Monitoring System ») selon l’état de la technique comprend un récepteur TPMS connecté à l’unité de commande électronique du véhicule, ainsi qu’au moins un émetteur TPMS disposé au niveau d’une roue du véhicule. En général, chaque roue du véhicule est munie d’un émetteur TPMS.
Un émetteur TPMS comprend un transmetteur radiofréquence (opérant à une fréquence de 315 MHz ou de 433,92 MHz selon les pays), un récepteur basse fréquence (opérant à 125 kHz), un microcontrôleur, des capteurs et une batterie.
Les capteurs comprennent généralement un capteur de pression, un capteur de température et un accéléromètre.
Le capteur de pression et le capteur de température permettent de mesurer respectivement la pression et la température de l’air compris entre le pneumatique et la jante. L’accéléromètre permet de déterminer l’accélération radiale subie par la roue, et par conséquent le mouvement du véhicule.
Toutefois, l’accéléromètre est un composant coûteux, de taille conséquente et présentant une consommation d’énergie élevée.
Il existe donc un besoin pour un émetteur TPMS plus compact et moins onéreux.
Il existe également un besoin pour un émetteur TPMS à plus basse consommation que l’existant. L’invention a pour objet un procédé de détermination de la mise en mouvement d’un véhicule automobile muni d’au moins un émetteur de surveillance de la pression d’un pneumatique d’un véhicule automobile et d’un récepteur de surveillance de la pression d’au moins un pneumatique connecté à une unité de commande électronique du véhicule et apte à communiquer avec le au moins un émetteur de surveillance de la pression, • la communication entre le récepteur de surveillance et chaque émetteur de surveillance de la pression étant soumis à un effet Doppler de sorte qu’une composante périodique est insérée dans le signal émis par l’émetteur à destination du récepteur, • le récepteur comprenant un filtre intermédiaire étant apte à reconstituer un signal de fréquence intermédiaire à partir du signal radiofréquence et d’un signal de référence, • le signal de fréquence intermédiaire étant apte à être démodulé par un moyen de calcul pour extraction des données portées par le signal radiofréquence.
Le procédé est remarquable en ce qu’il comprend les étapes suivantes : • on réalise l’acquisition du signal de fréquence intermédiaire, • on détermine la transformée de Fourrier rapide du signal de fréquence intermédiaire, • on détermine la valeur moyenne de la transformée de Fourrier rapide du signal de fréquence intermédiaire sur une durée prédéterminée, • on détermine s’il existe une déviation fréquentielle en comparant la valeur instantanée de la transformée de Fourrier rapide à la valeur moyenne de la transformée de Fourrier rapide, • si tel est le cas, on détermine si la valeur absolue de l’amplitude de la déviation est supérieure à un seuil, • si tel est le cas, on détermine si la déviation est périodique, • si tel est le cas, on détermine que la déviation fréquentielle correspond à une composante périodique insérée dans le signal émis par l’émetteur du fait de l’effet Doppler, que l’émetteur de surveillance de la pression d’un pneumatique est en mouvement et que le véhicule est en mouvement.
Pour déterminer s’il existe une déviation fréquentielle en fonction de la valeur instantanée de la transformée de Fourrier rapide et de la valeur moyenne de la transformée de Fourrier rapide, on peut réaliser les étapes suivantes : • on soustrait la valeur instantanée de la transformée de Fourrier rapide de la valeur moyenne de la transformée de Fourrier rapide, puis on détermine si le signal obtenu est non nul, • si tel est le cas, on détermine qu’une déviation fréquentielle est présente.
On peut réaliser l’acquisition du signal de fréquence intermédiaire lorsque l’émetteur de surveillance de la pression d’un pneumatique est dans un mode de fonctionnement « Faible consommation ».
Lorsque l’on détermine que le véhicule est en mouvement, on peut commuter le mode de fonctionnement de l’émetteur de surveillance de la pression d’un pneumatique d’un mode de fonctionnement « Faible consommation » à un mode de fonctionnement « Conduite ». D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 illustre un système de réception radiofréquence d’un récepteur TPMS selon l’état de la technique, la figure 2 illustre une boucle à verrouillage de phase selon l’état de la technique, la figure 3 illustre le signal en sortie du filtre intermédiaire d’un récepteur TPMS, la figure 4 illustre le signal obtenu en sortie de la transformée de Fourrier rapide du signal de fréquence intermédiaire, la figure 5 illustre les principales étapes du procédé de détermination de la mise en mouvement d’un émetteur TPMS selon un mode de réalisation, et la figure 6 illustre les principales étapes du procédé de détermination de la mise en mouvement d’un émetteur TPMS selon un autre mode de réalisation.
La figure 1 illustre un système de réception radiofréquence d’un récepteur TPMS selon l’état de la technique.
On peut voir qu’il comprend une antenne de réception 1 reliée à un amplificateur paramétrique 2, connecté lui-même à un mélangeur 3.
Le mélangeur 3 est connecté par une autre entrée à une boucle à verrouillage de phase PLL (acronyme anglophone pour « Phase locked loop ») référencée 4 et par sa sortie au filtre intermédiaire 5 d’un moyen de calcul. L’antenne de réception 1 reçoit le signal radiofréquence et le transforme en signal électrique à une fréquence F1 qui est amplifié par l’amplificateur paramétrique 2. Le signal amplifié est mélangé à un décalage fréquentiel F1+AF reçu de la boucle à verrouillage de phase 4 de sorte à générer un signal décalé à la fréquence AF.
Le signal décalé est traité par le filtre intermédiaire 5 qui reconstitue un signal de puissance en fonction du temps qui peut alors être traité pour extraction des données portées par le signal radiofréquence.
La figure 2 illustre une boucle à verrouillage de phase selon l’état de la technique.
Elle comprend un moyen de génération 6 d’une fréquence de référence connecté à l’entrée d’un comparateur de phase 7. Le moyen de génération d’une fréquence de référence peut être un oscillateur à quartz ou un oscillateur de type MEMS (acronyme anglophone pour « MicroElectroMechanical System »)
La sortie du comparateur de phase 7 est connectée à un filtre passe-bas 8 connecté en sortie à une pompe de charge 9. Un oscillateur contrôlé en tension VCO (acronyme anglophone pour « Voltage Controlled Oscillator ») référencé 10 est connecté par son entrée à la pompe de charge 9 et par sa sortie à la sortie de la boucle de verrouillage de phase 4 ainsi qu’à un diviseur de fréquence 11, le diviseur de fréquence 11 étant connecté à une entrée du comparateur 7.
Le moyen de génération 6 d’une référence de fréquence émet un signal à une fréquence de référence Fret. Le comparateur de phase 7 détermine un écart ε en fonction de l’écart de phase entre le signal à la fréquence de référence Fret et le signal à la fréquence Fs issu du diviseur de fréquence 11.
Le signal d’erreur portant l’écart ε est ensuite filtré par un filtre passe-bas 8 de sorte à en supprimer les composantes négatives.
La pompe de charge 9 génère une tension V en fonction du signal filtré permettant de commander l’oscillateur contrôlé en tension 10 de sorte qu’il émette en sortie un signal dont la fréquence est sensiblement constante, comprise dans une gamme de fréquence centrée sur un multiple de la fréquence de référence fonction du coefficient de division du diviseur de fréquence 11.
Les inventeurs se sont aperçus que le décalage fréquentiel du signal reçu en entrée du filtre 5 comporte une composante déjà présente dans le signal radiofréquence reçu en plus de la composante AF insérée par la boucle de verrouillage de phase.
Apres étude, ils se sont aperçus que cette composante variait avec la rotation de l’émetteur TPMS du fait de l’effet Doppler. On rappelle que l’effet Doppler consiste en un décalage fréquentiel d’une émission électromagnétique du fait du mouvement relatif d’une source par rapport à un récepteur. L’invention a ainsi pour but de détecter la mise en mouvement de l’émetteur TPMS en déterminant une composante due à l’effet Doppler dans le signal émis par l’émetteur TPMS. Il est ainsi possible de supprimer l’accéléromètre d’un tel émetteur TPMS tout en assurant la détection de la mise en mouvement.
Comme on a pu le voir en introduction, un émetteur TPMS comprend un système de transmission sans fil pour communiquer avec le récepteur TPMS connecté à l’unité de commande embarquée dans le véhicule automobile.
Chaque émetteur TPMS est soumis à un mouvement circulaire du fait de sa disposition sur une roue par rapport à l’axe de ladite roue, tandis que le récepteur TPMS demeure à une position fixe dans le véhicule. Le mouvement circulaire subi par l’émetteur TPMS induit un mouvement relatif le faisant se rapprocher du récepteur TPMS sur une demi-rotation de roue et s’éloigner sur l’autre demi-rotation.
Lorsque l’émetteur se rapproche du récepteur, la fréquence d’émission subit un premier décalage fréquentiel défini par l’équation suivante :
(Eq.1) avec : c : la vitesse de la lumière
Vs : Vitesse de déplacement de l’émetteur par rapport au récepteur f : la fréquence de l’onde émise par l’émetteur
Lorsque l’émetteur s’éloigne du récepteur, la fréquence d’émission subit un deuxième décalage fréquentiel défini par l’équation suivante :
(Eq. 2)
Ainsi, selon la vitesse de rotation et les dimensionnements du véhicule, le signal émis par l’émetteur TPMS subit un décalage fréquentiel périodique.
En déterminant la simple présence de cette composante de décalage fréquentiel supplémentaire présentant la signature d’un effet Doppler, différente de la composante introduite par la boucle de verrouillage de phase, on peut déterminer que l’émetteur TPMS est en mouvement.
Pour réaliser cela, on acquiert le signal en entrée du filtre intermédiaire 5.
Puis on réalise une transformée de Fourrier rapide FFT (acronyme anglophone pour « Fast Fourrier Transform ») du signal issu du filtre intermédiaire 5. A titre d’illustration, la figure 3 illustre le signal en sortie du filtre intermédiaire 5 et la figure 4 illustre le signal correspondant en sortie de la transformée de Fourrier rapide FFT. Sur ce dernier, on peut voir l’apparition d’un signal périodique.
La figure 5 illustre les principales étapes du procédé de détermination de la mise en mouvement d’un émetteur TPMS.
Au cours d’une première étape 20, on réalise l’acquisition du signal en sortie de filtre intermédiaire.
Au cours d’une deuxième étape 21, on détermine la transformée de Fourrier rapide du signal de fréquence intermédiaire.
Au cours d’une troisième étape 22, on détermine la valeur moyenne de la transformée de Fourrier rapide du signal de fréquence intermédiaire sur une durée prédéterminée. La durée prédéterminée est choisie en fonction de la durée des trames de données reçues de l’émetteur TPMS, du débit d’échantillonnage desdites trames et de la
durée écoulée entre l’émission de deux trames successives. L’homme du métier comprendra que la détection de la présence d’une composante de décalage fréquentiel requiert une quantité de données suffisante. En effet, la valeur moyenne de la transformée de Fourrier sur la durée correspondante à la réception des trames portant les données n’est représentative que pour une quantité significative de données. Ainsi, pour des trames de 10 ms émises chaque 100 ms et présentant un débit d’échantillonnage compris entre 9,6 kb/s et 19,2 kb/s, on considère que les données comprises dans au moins une trame permettent d’obtenir une valeur moyenne de la transformée de Fourrier rapide qui soit significative.
Au cours d’une quatrième étape 23, on détermine s’il existe une déviation fréquentielle en comparant la valeur instantanée de la transformée de Fourrier rapide à la valeur moyenne de la transformée de Fourrier rapide. Cela peut être réalisé en déterminant si la soustraction des signaux est non nulle. Si tel n’est pas le cas, le procédé reprend à la première étape 20.
Si tel est le cas, le procédé se poursuit par une cinquième étape 24 au cours de laquelle on détermine si la valeur absolue de l’amplitude de la déviation est supérieure à un seuil. Si tel n’est pas le cas, le procédé reprend à la première étape 20.
Si tel est le cas, le procédé se poursuit par une sixième étape 25 au cours de laquelle on détermine si la déviation est périodique. Si tel n’est pas le cas, le procédé reprend à la première étape 20.
Si tel est le cas, le procédé se poursuit par une septième étape 26 au cours de laquelle on détermine que l’émetteur TPMS est en mouvement. On en déduit que le véhicule est en mouvement. Si tel n’est pas le cas, le procédé reprend à la première étape 20.
Le procédé décrit ci-dessus peut s’interfacer avec la surveillance périodique de l’état du pneumatique qui est réalisée en boucle à une fréquence prédéterminée.
Du fait que chaque émission de données d’une telle surveillance est coûteuse en énergie pour l’émetteur TPMS alimenté par batterie, plusieurs modes de fonctionnement sont généralement employés afin d’en économiser l’énergie. Chacun de ces modes comprend une modulation de la fréquence d’émission et des informations transmises. Les modes de fonctionnement sont standardisés et comprennent généralement au moins un mode « Parking », un mode « Faible consommation », et un mode « Conduite ».
Ainsi, la détection du mouvement du véhicule est requise essentiellement pour transiter entre des modes de fonctionnement « Faible consommation » et « Conduite ».
Dans ce cadre, le procédé décrit en regard de la figure 5 est activé périodiquement lorsque l’émetteur TPMS est en mode « Faible consommation » à l’étape 19. La détection que le véhicule est en mouvement à l’issue de l’étape 26 permet de commuter l’émetteur TPMS en mode de fonctionnement « Conduite » au cours de l’étape 27.
Claims (4)
- REVENDICATIONS1. Procédé de détermination de la mise en mouvement d’un véhicule automobile muni d’au moins un émetteur de surveillance de la pression d’un pneumatique d’un véhicule automobile et d’un récepteur de surveillance de la pression d’au moins un pneumatique connecté à une unité de commande électronique du véhicule et apte à communiquer avec le au moins un émetteur de surveillance de la pression, • la communication entre le récepteur de surveillance et chaque émetteur de surveillance de la pression étant soumis à un effet Doppler de sorte qu’une composante périodique est insérée dans le signal émis par l’émetteur à destination du récepteur, • le récepteur comprenant un filtre intermédiaire étant apte à reconstituer un signal de fréquence intermédiaire à partir du signal radiofréquence et d’un signal de référence, • le signal de fréquence intermédiaire étant apte à être démodulé par un moyen de calcul pour extraction des données portées par le signal radiofréquence, caractérisé par le fait qu’il comprend les étapes suivantes : • on réalise l’acquisition du signal de fréquence intermédiaire, • on détermine la transformée de Fourrier rapide du signal de fréquence intermédiaire, • on détermine la valeur moyenne de la transformée de Fourrier rapide du signal de fréquence intermédiaire sur une durée prédéterminée, • on détermine s’il existe une déviation fréquentielle en comparant la valeur instantanée de la transformée de Fourrier rapide à la valeur moyenne de la transformée de Fourrier rapide, • si tel est le cas, on détermine si la valeur absolue de l’amplitude de la déviation est supérieure à un seuil, • si tel est le cas, on détermine si la déviation est périodique, • si tel est le cas, on détermine que la déviation fréquentielle correspond à une composante périodique insérée dans le signal émis par l’émetteur du fait de l’effet Doppler, que l’émetteur de surveillance de la pression d’un pneumatique est en mouvement et que le véhicule est en mouvement.
- 2. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel, pour déterminer s’il existe une déviation fréquentielle en fonction de la valeur instantanée de la transformée de Fourrier rapide et de la valeur moyenne de la transformée de Fourrier rapide, • on soustrait la valeur instantanée de la transformée de Fourrier rapide de la valeur moyenne de la transformée de Fourrier rapide, puis on détermine si le signal obtenu est non nul, • si tel est le cas, on détermine qu’une déviation fréquentielle est présente.
- 3. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on réalise l’acquisition du signal de fréquence intermédiaire lorsque l’émetteur de surveillance de la pression d’un pneumatique est dans un mode de fonctionnement « Faible consommation ».
- 4. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, lorsque l’on détermine que le véhicule est en mouvement, on commute le mode de fonctionnement de l’émetteur de surveillance de la pression d’un pneumatique d’un mode de fonctionnement « Faible consommation » à un mode de fonctionnement « Conduite ».
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