WO2008022690A1 - Procédé et dispositif de localisation de la position longitudinale de roues d'un véhicule - Google Patents

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vibration sensors
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Definitions

  • the invention relates to a method and a device for locating the longitudinal position, either on the front axle or on the rear axle of a motor vehicle, with wheels equipped with an electronic box adapted to transmit, destined for a central unit mounted on the vehicle, signals representative of operating parameters of each wheel including, in addition, an identification code of the latter
  • More and more motor vehicles have, for security purposes, surveillance systems comprising sensors mounted on each of the wheels of the vehicle, dedicated to the measurement of parameters, such as the pressure or temperature of the tires fitted to these wheels, and intended to to inform the driver of any abnormal variation of the measured parameter.
  • These surveillance systems are conventionally equipped with an electronic box mounted on each of the wheels of the vehicle, integrating, in addition to the aforementioned sensors, a microprocessor and a radiofrequency transmitter (or RF transmitter), and a central unit for receiving the transmitted signals. by the transmitters, comprising a computer integrating a radio frequency receiver (or RF receiver) connected to an antenna.
  • a first method of localization consists of integrating an accelerometer into each electronic box, and to implement a locating technique based on statistical methods consisting in comparing the accelerations of the different wheels to obtain information on the position respective of each of said wheels.
  • a second location method consists in using three low frequency antennas each positioned near one of the wheels of the vehicle, and in performing a locating procedure of successively exciting each of these three antennas by the emission of a low magnetic field. frequency.
  • the electronic unit mounted on the wheel located near the excited antenna transmits, in response and to the central unit, a low frequency signal comprising an identification code of said housing, so that the successive excitation of the three antennas leads to the location of the three electronic boxes mounted on the wheels adjacent to these antennas, and by deduction, to the location of the fourth housing.
  • the present invention relates to a third method dedicated to the location of the longitudinal position (front axle or rear axle) of the wheels of a vehicle, and for the main purpose of providing a very efficient locating method in terms of responsiveness and reliability, the implementation of which generates a total cost of production significantly lower than that generated, for the same final result, by the implementation of the two current methods discussed above.
  • the invention relates to a method for locating the longitudinal position, either on the front axle or on the rear axle of a motor vehicle, with wheels equipped with an electronic box adapted to transmit, destined to a central unit mounted on the vehicle, signals representative of operating parameters of each wheel further comprising an identification code of the latter.
  • this localization method consists of integrating a vibration sensor into each electronic box, and:
  • a preliminary phase of characterization to analyze, with the engine running, the signals delivered by the respective vibration sensors of a wheel mounted on the front axle and a wheel mounted on the rear axle, so as to establish a criterion of differentiation of said signals, and to establish a procedure for locating the longitudinal position of the wheels by analyzing the signals delivered by the different vibration sensors, and to derive from this analysis, by application of the differentiation criterion, information on the longitudinal position of each wheel.
  • any sensor such as advantageously a piezoelectric type sensor, designed to provide a representative signal, in particular in terms of amplitude and frequency, vibrations or mechanical shocks to which the said sensor is subjected.
  • the invention therefore consisted of:
  • vibration sensors required for the implementation of the invention consist of sensors of a simple and proven technology and lead, for the same final result, to an overall cost of installation (supply, implementation and adaptation software) lower than that of an installation with accelerometers.
  • the vibration sensors used according to the invention lies in their robustness, which is particularly adapted to the severe environment conditions of the electronic boxes.
  • the criterion of differentiation is established from the analysis and comparison of the amplitudes of the signals delivered by two vibration sensors equipping respectively a wheel mounted on the front axle and a wheel mounted on the rear axle.
  • the location of the longitudinal position of the wheels results from a simple comparison of the amplitudes of the signals delivered by the vibration sensors.
  • the invention extends to a device for locating the longitudinal position of wheels of a motor vehicle, comprising:
  • FIG. 1a is a schematic top view of a vehicle equipped with a monitoring system associated with a device according to the invention for locating the longitudinal position of the wheels of said vehicle,
  • FIG. 1b is a schematic detailed perspective view showing a wheel portion of this vehicle as well as the electronic unit equipping it,
  • FIGS. 1a and 1b show the signals delivered by vibration sensors according to the invention respectively mounted on a front wheel ( Figure 2a) and a rear wheel ( Figure 2b).
  • the locating device according to the invention shown by way of example in FIGS. 1a and 1b is intended for locating the longitudinal position (front wheel or rear wheel) of wheels of a vehicle.
  • This locating device is more specifically intended to be installed on vehicles equipped with a tire pressure monitoring system such as that shown in FIG. 1a, fitted to a vehicle 1 having a motor M equipped with four conventionally road wheels. a tire: two front wheels 2, 3 and two rear wheels 4, 5.
  • Such monitoring systems conventionally comprise, firstly, associated with each wheel 2-5, an electronic box 6-9, for example secured to the rim of said wheel so as to be positioned inside the envelope of the tire.
  • Each of these electronic boxes 6-9 includes, for example, sensors 1 1 dedicated to the measurement of parameters, such as pressure and / or tire temperature, connected to a computing unit 12 microprocessor electrically powered by means of a button cell 13, and connected to an RF transmitter connected to a high frequency antenna 14.
  • the monitoring system also comprises a centralized computer or central unit 10 located in the vehicle 1, comprising a microprocessor and integrating an RF receiver adapted to receive the signals emitted by each of the four electronic boxes 6-9.
  • a monitoring system and in particular its central unit 10 are designed to inform the driver of any abnormal variation of the parameters measured by the sensors 11 associated with the wheels 2-5.
  • the locating device Associated with this monitoring system and forming an integral part of the latter, serves to associate each signal received by the central unit 10 with information concerning the longitudinal position of the wheel. 2-5 equipped with the electronic box 6-9 at the origin of this signal.
  • this locating device comprises a vibration sensor 15, for example of piezoelectric type, integrated in each electronic box 6-9 and adapted to provide a representative signal, in particular in terms of amplitude and frequency, vibrations or mechanical shocks to which the said sensor is subjected during operation of the motor M.
  • vibration sensors 15 positioned in accordance with the invention have the following particularities, which are decisive according to the principle of the invention:
  • the two sensors 15 fitted to the wheels closest to the engine M are subjected to vibrations (and thus deliver signals of amplitude greater than that of the vibrations to which are subjected the two other sensors 15 equipping the two rear wheels 4, 5.
  • the locating method according to the invention described above thus makes it possible, by means of installing a simple low-cost vibration sensor in each electronic box on a vehicle wheel, to locate the longitudinal position very quickly and reliably. of the said wheel.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

L'invention concerne un procédé de localisation de la position longitudinale, soit sur le train avant, soit sur le train arrière d'un véhicule à moteur, de roues (4) équipées d'un boîtier électronique (8). Selon ce procédé on intègre un capteur de vibrations (15) dans chaque boîtier électronique (8), et, en premier lieu, dans une phase préliminaire de caractérisation, on analyse, moteur tournant, les signaux délivrés par les capteurs de vibrations (15) respectifs d'une roue montée sur le train avant et d'une roue montée sur le train arrière, de façon à établir un critère de différenciation des dits signaux. De plus, selon ce procédé, la procédure de localisation de la position longitudinale des roues (4) consiste à analyser les signaux délivrés par les différents capteurs de vibrations (15), et à déduire de cette analyse, par application du critère de différenciation, une information sur la position longitudinale de chaque roue.

Description

Procédé et dispositif de localisation de la position longitudinale de roues d'un véhicule
L'invention concerne un procédé et un dispositif de localisation de la position longitudinale, soit sur le train avant, soit sur le train arrière d'un véhicule à moteur, de roues 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 comportant, en outre, un code d'identification de cette dernière
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 (ou émetteur RF), et d'une unité centrale de réception des signaux émis par les émetteurs, comportant un calculateur intégrant un récepteur radiofréquence (ou récepteur RF) connecté à une antenne.
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 œuvre 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 un temps de roulage conséquent pour réaliser une discrimination entre les différentes roues.
Une deuxième méthode de localisation consiste à utiliser 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 de ces trois 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 trois antennes conduit à la localisation des trois boîtiers électroniques montés sur les roues jouxtant ces antennes, et par déduction, à la localisation du quatrième boîtier.
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 démarrage du véhicule. Par contre, cette solution s'avère très coûteuse car elle impose d'équiper le véhicule de trois antennes avec toutes les sujétions afférentes : câbles de connexion, amplificateurs de commande..., de sorte qu'elle s'avère coûteuse.
La présente invention vise quant à elle une troisième méthode dédiée à la localisation de la position longitudinale (train avant ou train arrière) des roues d'un véhicule, et à pour principal objectif de fournir un procédé de localisation très performant en termes de réactivité et de fiabilité, dont la mise en œuvre génère un coût de revient global notablement inférieur à celui généré, pour un même résultat final, par la mise en œuvre des deux méthodes actuelles discutées ci-dessus.
A cet effet, l'invention vise un procédé de localisation de la position longitudinale, soit sur le train avant, soit sur le train arrière d'un véhicule à moteur, de roues 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 comportant, en outre, un code d'identification de cette dernière. Selon l'invention, ce procédé de localisation consiste à intégrer un capteur de vibrations dans chaque boîtier électronique, et :
• dans une phase préliminaire de caractérisation, à analyser, moteur tournant, les signaux délivrés par les capteurs de vibrations respectifs d'une roue montée sur le train avant et d'une roue montée sur le train arrière, de façon à établir un critère de différenciation des dits signaux, • et à instaurer une procédure de localisation de la position longitudinale des roues consistant à analyser les signaux délivrés par les différents capteurs de vibrations, et à déduire de cette analyse, par application du critère de différenciation, une information sur la position longitudinale de chaque roue.
Il est à noter que selon l'invention, on entend définir de façon générale, par capteur de vibrations, tout capteur, tel que de façon avantageuse un capteur de type piézoélectrique, conçu pour fournir un signal représentatif, en termes notamment d'amplitude et de fréquence, des vibrations ou chocs mécaniques auxquels est soumis le dit capteur.
L'invention a donc consisté :
• à mettre en œuvre une technique de localisation totalement innovante basée sur la mesure, au niveau des boîtiers électroniques, des vibrations générées par la rotation du moteur d'un véhicule,
• à mettre en lumière que les signaux délivrés par deux capteurs de vibration positionnés sur un même train, avant ou arrière, présentent des caractéristiques similaires, • et à mettre en lumière que les signaux délivrés par deux capteurs de vibration positionnés sur des trains différents présentent des caractéristiques spécifiques propres à permettre de discriminer la position longitudinale des dits capteurs de vibrations.
Une telle technique s'avère, en premier lieu, très performante en terme de réactivité car elle conduit à une localisation de la position longitudinale des roues quasi immédiate suite à la mise en route du moteur.
De plus, les capteurs de vibrations nécessaires à la mise en œuvre de l'invention consistent en des capteurs d'une technologie simple et éprouvée et conduisent, pour un même résultat final, à un coût global d'installation (fourniture, implantation et adaptation logicielle) inférieur à celui d'une installation comportant des accéléromètres.
Un autre avantage des capteurs de vibrations utilisés selon l'invention réside dans leur robustesse particulièrement adaptée aux conditions sévères d'environnement des boîtiers électroniques. Selon un mode de mise en œuvre avantageux de l'invention, on établit le critère de différenciation à partir de l'analyse et de la comparaison des amplitudes des signaux délivrés par deux capteurs de vibrations équipant respectivement une roue montée sur le train avant et une roue montée sur le train arrière.
Selon ce principe, la localisation de la position longitudinale des roues résulte dune simple comparaison des amplitudes des signaux délivrés par les capteurs de vibrations.
L'invention s'étend à un dispositif de localisation de la position longitudinale de roues d'un véhicule à moteur, comprenant :
• un capteur de vibrations intégré dans chaque boîtier électronique, • et des moyens d'analyse et de comparaison des signaux délivrés par les différents capteurs de vibrations, aptes à permettre de différencier les signaux délivrés par deux capteurs de vibrations équipant respectivement une roue montée sur le train avant et une roue montée sur le train arrière.
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 1a est une vue de dessus schématique d'un véhicule doté d'un système de surveillance associé à un dispositif selon l'invention de localisation de la position longitudinale des roues du dit véhicule,
- la figure 1b est une vue de détail schématique en perspective représentant une portion de roue de ce véhicule ainsi que le boîtier électronique équipant cette dernière,
- et les figures 2a et 2b représentent les signaux délivrés par des capteurs de vibrations selon l'invention respectivement montés sur une roue avant (figure 2a) et une roue arrière (figure 2b). Le dispositif de localisation selon l'invention représenté à titre d'exemple aux figures 1a et 1b est destiné à la localisation de la position longitudinale (roue avant ou roue arrière) de roues d'un véhicule.
Ce dispositif de localisation est plus spécifiquement destiné à être installé sur des véhicules dotés d'un système de surveillance de la pression des pneus tel que celui, représenté à la figure 1a, équipant un véhicule 1 à moteur M muni de quatre roues chaussées classiquement d'un pneumatique : deux roues avant 2, 3 et deux roues arrière 4, 5.
De tels systèmes de surveillance comportent 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.
Chacun de ces boîtiers électroniques 6-9 intègre, par exemple, des capteurs 1 1 dédiés à la mesure de paramètres, tels que pression et/ou température du pneumatique, connectés à une unité de calcul 12 à microprocesseur alimentée électriquement au moyen d'une pile-bouton 13, et reliée à un émetteur RF connecté à une antenne haute fréquence 14.
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 apte à recevoir les signaux émis par chacun des quatre boîtiers électroniques 6-9. 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 11 associés aux roues 2-5. Associé à ce système de surveillance et faisant partie intégrante de ce dernier, le dispositif de localisation selon l'invention a pour fonction de permettre d'associer à chaque signal reçu par l'unité centrale 10, une information concernant la position longitudinale de la roue 2-5 équipée du boîtier électronique 6-9 à l'origine de ce signal.
A cet effet, ce dispositif de localisation comporte un capteur de vibrations 15, par exemple de type piézoélectrique, intégré dans chaque boîtier électronique 6-9 et adapté pour fournir un signal représentatif, en termes notamment d'amplitude et de fréquence, des vibrations ou chocs mécaniques auxquels est soumis le dit capteur lors du fonctionnement du moteur M.
De tels capteurs de vibrations 15 positionnés conformément à l'invention présentent les particularités suivantes, déterminantes selon le principe de l'invention :
• deux capteurs de vibration 15 positionnés sur un même train, avant ou arrière, délivrent des signaux présentant des caractéristiques similaires, « et deux capteurs de vibration 15 positionnés sur des trains différents délivrent des signaux présentant des caractéristiques spécifiques propres à permettre de discriminer la position longitudinale des dits capteurs de vibrations.
Ces particularités permettent de mettre en œuvre un procédé de localisation consistant, selon l'invention, pour chaque modèle donné de véhicule 1 : • dans une phase préliminaire de caractérisation, à analyser, moteur M tournant, les signaux délivrés par les capteurs de vibrations 15 respectifs d'une roue avant 2, 3 et d'une roue arrière 4, 5, de façon à établir un critère de différenciation des dits signaux,
• et à instaurer une procédure de localisation de la position longitudinale des roues 2-5 consistant à analyser les signaux délivrés par les différents capteurs de vibrations 15, et à déduire de cette analyse, par application du critère de différenciation, une information sur la position longitudinale de chaque roue.
Par ailleurs, en règle générale, et tel qu'illustré aux figures 2a et 2b, les deux capteurs 15 équipant les roues les plus proches du moteur M (roues avant 2, 3 selon l'exemple décrit) sont soumis à des vibrations (et délivrent donc des signaux) d'amplitude supérieure à celle des vibrations auxquelles sont soumis les deux autres capteurs 15 équipant les deux roues arrière 4, 5.
L'amplitude des signaux délivrés par les capteurs 15 étant proportionnelle à celles des vibrations auxquels sont soumis ces derniers, le critère de différenciation fait donc le plus souvent, simplement intervenir, en tant que paramètres de base permettant la prise de décision, les valeurs des amplitudes des signaux délivrés par les capteurs 15. Le procédé de localisation selon l'invention décrit ci-dessus permet donc, moyennant d'installer un simple capteur de vibrations de faible coût dans chaque boîtier électronique embarqué sur une roue de véhicule, de localiser très rapidement et de façon fiable, la position longitudinale de la dite roue.

Claims

REVENDICATIONS
1/ Procédé de localisation de la position longitudinale, soit sur le train avant, soit sur le train arrière d'un véhicule (1) à moteur (M), de roues (2-5) 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 comportant, en outre, un code d'identification de cette dernière, le dit procédé de localisation étant caractérisé en ce qu'il consiste à intégrer un capteur de vibrations (15) dans chaque boîtier électronique (6-9), et :
• dans une phase préliminaire de caractérisation, à analyser, moteur (M) tournant, les signaux délivrés par les capteurs de vibrations (15) respectifs d'une roue (2, 3) montée sur le train avant et d'une roue (4, 5) montée sur le train arrière, de façon à établir un critère de différenciation des dits signaux,
• et à instaurer une procédure de localisation de la position longitudinale des roues (2-5) consistant à analyser les signaux délivrés par les différents capteurs de vibrations (15), et à déduire de cette analyse, par application du critère de différenciation, une information sur la position longitudinale de chaque roue.
2/ Procédé de localisation selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on établit le critère de différenciation à partir de l'analyse et de la comparaison des amplitudes des signaux délivrés par deux capteurs de vibrations (15) équipant respectivement une roue (2, 3) montée sur le train avant et une roue (4, 5) montée sur le train arrière.
3/ Dispositif de localisation mettant en œuvre le procédé de localisation selon les revendications 1 ou 2, le dit dispositif de localisation étant caractérisé en ce qu'il comprend :
• un capteur de vibrations (15) intégré dans chaque boîtier électronique (6- 9),
• et des moyens d'analyse et de comparaison (10) des signaux délivrés par les différents capteurs de vibrations (15), aptes à permettre de différencier les signaux délivrés par deux capteurs de vibrations équipant respectivement une roue (2, 3) montée sur le train avant et une roue (4, 5) montée sur le train arrière. Al Dispositif de localisation selon la revendication 3 caractérisé en ce que chaque capteur de vibrations (15) consiste en un capteur de type piézoélectrique.
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