WO2012031655A1 - Procede d'affectation des roues d'un vehicule a leur localisation - Google Patents

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WO2012031655A1
WO2012031655A1 PCT/EP2011/003975 EP2011003975W WO2012031655A1 WO 2012031655 A1 WO2012031655 A1 WO 2012031655A1 EP 2011003975 W EP2011003975 W EP 2011003975W WO 2012031655 A1 WO2012031655 A1 WO 2012031655A1
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WO
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wheel
rssi
unit
wheels
speed
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/003975
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English (en)
Inventor
Youri Vassilieff
Original Assignee
Continental Automotive France
Continental Automotive Gmbh
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0408Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver
    • B60C23/0415Automatically identifying wheel mounted units, e.g. after replacement or exchange of wheels
    • B60C23/0416Automatically identifying wheel mounted units, e.g. after replacement or exchange of wheels allocating a corresponding wheel position on vehicle, e.g. front/left or rear/right
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0408Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver
    • B60C23/0422Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver characterised by the type of signal transmission means
    • B60C23/0433Radio signals
    • B60C23/0435Vehicle body mounted circuits, e.g. transceiver or antenna fixed to central console, door, roof, mirror or fender
    • B60C23/0437Means for detecting electromagnetic field changes not being part of the signal transmission per se, e.g. strength, direction, propagation or masking

Definitions

  • the method according to the invention relates to the allocation of the wheels to their relative location in this vehicle, by correlation with a speed detection of these wheels.
  • the measurements of the physical characteristics of the tires are carried out by sensors in onboard modules - called wheel units - of a tire pressure monitoring system, of the type known under the name TPMS (initials of "Tire Pressure Monitoring System” in English language).
  • Each wheel unit is mounted for example on the rim of the wheel, in the space subjected to pressure.
  • each wheel unit comprises in particular sensors for measuring the pressure and temperature characteristics, as well as storage and autonomous power supply means, in conjunction with a central digital processing unit for the data provided by the units. sensors according to a given time base. The internal time base rate in low frequency (BF) tasks of the different components of each wheel unit.
  • BF low frequency
  • the time base periodically triggers the measurements of the characteristics and their storage.
  • the values measured and stored are transmitted by a radiofrequency transmission circuit (hereinafter RF) to the central unit.
  • RF radiofrequency transmission circuit
  • This central unit controls a display, for example on the dashboard of the vehicle, an alarm in case of detection of abnormal values, and possibly a comparative analysis between the pressures of the four tires.
  • the display can be made on a screen that displays the measurements made according to the relative location of the wheels in the vehicle. In this case, for security reasons, the location of the alarms must be accurate. It is thus essential to be able to determine on which wheel an intervention must be carried out.
  • each wheel unit transmits to the central unit - with the measured values - a unique identifier ID of the sensor of the wheel unit concerned by these measurements.
  • wheel units can not receive information from the vehicle without the implementation of more expensive system.
  • the central unit allocates the received measurements well to the wheel unit which issued them, but this central unit does not know the actual position of this wheel. Furthermore, to save electrical energy and thus increase the life of the battery, the number and intensity of emissions between the wheel units and the central unit are limited. The power supply is then cut off in any case where such a power supply is unnecessary, without affecting the performance of the system.
  • each signal is emitted at a time corresponding to a position of the wheel, so that a predefined angular variation between two angular positions for two successive transmission instants is identified by the rotation sensor of the wheel unit.
  • a central unit On reception of the signals, a central unit then in principle identifies which of the sensors of the ABS system has provided a number of pulses corresponding to said angular variation between the two times of emission (to a whole number of revolutions), which assigns the identifier and the measurements to the wheel corresponding to the speed sensor of the ABS system thus identified.
  • the ABS speed sensors in fact know exactly the position of the wheel they are monitoring since they are fixedly placed on the chassis of the vehicle.
  • the TPMS system and wheel speed sensors of the ABS system do not have the same clocks, quartz clocks or oscillator circuits, and the associated time bases are therefore different.
  • speeds are measured either in rpm (rpm) or in rd / s or in km / h; the transmission bus, a CAN bus or equivalent, does not synchronize instantaneously speeds. Insufficient bus resolution can result in significant time offsets and thus signal pulse processing offsets.
  • the TPMS central unit must integrate all the wheel speeds reported by the ABS central unit to calculate the angular variations. Under these conditions, the aforementioned errors are amplified to the point of being able to cause errors in the assignment of the corresponding wheel.
  • the invention aims to avoid such misapplications.
  • the invention makes it possible to dispense with the use of additional rotation sensors which generate costs and shorten the life of the batteries.
  • the invention provides for comparing the emissions of profiles of the RSSI type (initials of "Received Signal Strength Indication", ie "indication of intensity of the received signal” in English) of the wheel units of the TPMS system - constructed from RF frame emissions - and the angular wheel positions provided by the speed sensors of another speed control system, of ABS type or of course correction or equivalent.
  • RSSI type initials of "Received Signal Strength Indication", ie "indication of intensity of the received signal” in English
  • each frame transmission by the wheel unit and therefore each RSSI profile of the signal received by the central unit is characteristic of the location of a wheel unit with respect to the central unit and therefore of one of the wheels (hence comes from the frame) relative to the vehicle.
  • the propagation of the signal between each wheel unit and the central unit is a marker of the position of each wheel unit due to the differences in absorbing structures encountered and the opposite directions of rotation of the wheels with respect to the central unit.
  • the RSSI signal and that of the speed sensor corresponding to the same wheel are then transmitted synchronously but processed with a shift in time which reflects a significant systematic error introduced during the data processing processes.
  • Different offsets can be identified from the different speed sensors for each RSSI profile corresponding to different locations of wheels. Testing these offsets then leads to discriminating the speed sensor having provided the angular information corresponding to the RSSI profile and therefore the location of the transmitting wheel unit.
  • the subject of the invention is a method of allocating the wheels of a vehicle to their location in this vehicle, in which a system for controlling the pressure of the tires is connected with wheel speed sensors by means of intermediate of another wheel speed control system.
  • the tire pressure control system comprises wheel units transmitting data by radiofrequency signals to a central data processing unit.
  • RSSI-type profiles are built in the central unit from frames of data extracted from the radio frequency signals emitted by each wheel unit, for sufficiently short periods of time so that the wheel speeds are considered as substantially constant.
  • the profiles of the RSSI type successively constructed during the transmission of the subsequent radio frequency signals of the same wheel unit have, with respect to a first profile of the RSSI reference type, the series of successive time offsets at the subsequent moments of reception.
  • Angular position information of each wheel is determined in parallel from the signals of the wheel speed sensors received in the central unit. Since the successive time offsets are compared with series of angular offsets reconstructed from the angular positions, the series of angular offsets that varies linearly with time designates the speed sensor and therefore the location of the wheel unit corresponding to the radiofrequency signal emissions. .
  • the emissions of the radiofrequency signals last at most approximately one second so that the speed of the wheel from which they are transmitted can be assimilated, for at most the second of emission, to the average speed of all the wheels;
  • the profiles of the RSSI type are built in the central unit by sampling-blocking and superimposing a given number of frames of data extracted from the radiofrequency signals emitted by each wheel unit;
  • the first transmissions of the radiofrequency signals last for approximately one second.
  • Figure 1 the general diagram of a vehicle equipped with a TPMS system in conjunction with an ABS system
  • FIG. 2 a block diagram of a data processing unit of a TPMS system integrating a control module according to the invention
  • FIG. 3 a construction diagram of a reference RSSI type profile from the first RF frame transmitted by a wheel unit;
  • FIG. 4 a chain for determining the angular positions of a wheel by the central unit of the TPMS system from the data transmitted by an ABS speed sensor;
  • FIG. 5 a timing diagram of a series of time offsets of the RSSI profiles of a wheel unit with respect to the reference profile of this wheel unit, with the corresponding angular positions determined by the central unit of the TPMS system being reported;
  • FIG. 6 a flowchart of the method of assigning the location of the wheels according to the invention.
  • FIG. 1 schematically illustrates a motor vehicle equipped, in particular, with wheels 10a to 10d and a TPMS system 1 which comprises wheel units 20a to 20d mounted, respectively, in each tire associated with each wheel 10a to 10d of the vehicle. and connected by radio frequency to a central unit 300.
  • Each wheel unit 20a to 20d can be vulcanized with the tire, or secured to this tire or to the valve, according to known techniques.
  • the indices "a” to “d” correspond respectively to the front-left, rear-left, right-rear and front-right locations, with respect to the X'X axis in the rear-front direction of the vehicle.
  • the wheel units 20a-20d have transmitter circuits which transmit pressure data to the central processing unit 300 via a receiving antenna 31 in the form of RF signals, respectively S1-S4.
  • Each of these signals is identified in the central unit 300 by an identification code or ID ID ID ID 4 respectively for the wheels 10a to 10d - of the respective wheel unit 20a to 20d from which they are emitted.
  • the signals S1 to S4 are emitted only at regular intervals for short durations, for example durations which do not exceed one second every 16 seconds.
  • the vehicle is also equipped with a speed-related vehicle control system, an ABS system 2 in the example illustrated, comprising speed sensors 40a to 40d respectively associated with the wheels 10a to 10d of the vehicle, according to the locations " a "to” d "(left-front, left-back, right-rear, right-front).
  • the speed sensors 40a to 40d communicate data, here by cable 41a to 41d, to a data processing unit 50 of the ABS system.
  • the data received by the processing unit 50 are transmitted according to an internal clock 52 to the central unit 300 of the TPMS system via a CAN bus 3.
  • the speed sensors 40a to 40d are Hall effect sensors which detect the angular position of the teeth of a ring-shaped magnetic target - rotated by the corresponding wheel - a ring of 64 teeth in the example. At a reference angular position, each tooth causes a pulse to be transmitted by the speed sensor and each speed sensor thus emits a pulse train characteristic of the angular positions of the wheel in time. Under these conditions, each speed sensor 40a to 40d transmits to the central unit 50 - at successive given instants - the angular positions of each wheel 10a to 10d, and therefore of each associated wheel unit 20a to 20d. The central unit 50 then determines by derivation calculation wheel speeds.
  • FIG. 2 illustrates an example of a central data processing unit 300 of the TPMS system in connection with the central unit 50 of the ABS system.
  • the central unit comprises a demodulator 301 of the RF signals received by the antenna 31.
  • the analog signals are then filtered and converted into digital signals by transforming means 302 which provide sequences of frames of digital data of pressure and possibly of other characteristics (temperature, ...) of the tires, supplied by the transmitter circuits of the wheel units 20a to 20d.
  • the central processing unit 300 comprises a digital processing microprocessor 303, a data memory 304 and a clock 305.
  • the pressure data and other characteristics of the transforming means 302 are transmitted to the microprocessor 303.
  • the speed data of the central unit 50 of the ABS system is transmitted to the microprocessor 303 via the CAN bus 3.
  • the central unit 300 also comprises a control module 310 integrating a filter 312, an RSSI profile-and-hold sampler 314 and an analog-to-digital converter 316.
  • the frames of the RF signals demodulated by the demodulator 301 are also processed by the module.
  • control 310 these frames are thus filtered, sampled and digitized in the module 310, before being transmitted to the microprocessor 303.
  • the microprocessor 303 transmits the pressure, identification and location data to a display module 60 of the TPMS system.
  • the location data is developed as described below.
  • an assignment sequence the location of the wheel units 20a to 20d is started at the beginning of travel.
  • the angular positions at the start are unknown and considered as zero.
  • the angular position data of the wheels 10a to 10d provided by the pulses of the speed sensors 40a to 40d are then reset, all subsequent positions being expressed relative to this reference.
  • reference RSSI type profiles are stored in an account of the memory 304.
  • Each reference RSSI profile R1 0 to R4 0 (the profile R1 0 in the example is illustrated by the diagram of FIG. 3) , is constructed by a particular sampling carried out by the sample-and-hold circuit 314 (FIG. 2) from a first frame. With a sufficient number of first RF frames, five frames in the example, the sampling has a maximum identification security. Samples E1 (see Figure 3) are divided into groups of four or five on the first frames, so as to cover all the frames.
  • Each RF frame extends over a period corresponding to a few turns of the wheel, for example two to three turns, and more for the first rolling frames. Long programs are thus planned at the beginning of the assignment sequence, in order to allow a good entry of each reference RSSI profile.
  • each of the first five RF transmissions used lasts a second corresponding for example to five wheel revolutions (for a speed of 10 m / s, with a wheel turn of 2 m).
  • Subsequent RF emissions construct RSSI-like profiles for a shorter duration, typically less than one second, so that the speeds of the wheels from which they were transmitted are comparable to the average speed of the four wheels 10a to 10d.
  • the emissions achieved under driving conditions that cause a wheel speed differential greater than a determined threshold are not taken into account, for example during curved trajectories.
  • the speed data transmitted by the central unit 50 of the ABS system to the central unit 300 of the TPMS system make it possible, by a calculation process of integration, to determine an angular position of each wheel 10a to 10d at the corresponding time.
  • the processing chain undergone by these speed data between the speed sensor (40a to 40d) and the central unit of the TPMS system 300 then introduces values of angular positions at offset times or, in other words, values of erroneous angular positions at given times.
  • FIG. 5 shows one, R1, of the time diagrams R1 to R4 of the profiles RSSI corresponding to the wheel units 20a to 20d, successively constructed during the time "t" by the sample-and-hold circuit 314 and stored in the accounts of the memory 304 ( Figure 2).
  • the successive profiles R1 i, R1 2 , R1, of the diagram R1 are those of the wheel unit 20a and are positioned relative to the reference profile R1 0 .
  • Four such temporal diagrams can thus be built from the successive RSSI profiles corresponding to the signals from each of the identifiers wheel ⁇ D ⁇ to ID 4 .
  • the flowchart of FIG. 6 illustrates the main steps of the method of assigning the location of the wheels according to the invention.
  • the method consists of determining, for each wheel identifier to ID 4 wheel, which of the series of angular positions l a to l of - and thus the speed sensor 40a to 40d which provided these angular positions - which corresponds to successive RSSI profiles of this identifier by analyzing each temporal diagrams above ( Figure 5). To do this, in a first phase 100, each new RSSI profile received from the same wheel identifier IDj is shifted to match the reference profile of the wheel identifier concerned to identify a corresponding absolute time offset.
  • Absolute time offsets AR1 (t) to AR4 (t) with respect to the corresponding reference profiles R1 0 to R4 0 are thus obtained for the RSSI profiles of each wheel identifier ID, and therefore of each of the wheel units 20a to 20d.
  • absolute offsets AR1 (t) for the RSSI profiles of the wheel unit 20a namely: AR ⁇
  • AR1 2 AR1 i corresponds to instants t 1 ( t 2 , t ,.
  • Each of the sequences of absolute time offsets AR1 (t) to AR4 (t) of the identifiers ID ! to ID 4 is then compared in a second phase 200, the series of angular offsets "relative" ⁇ 3 ( ⁇ 31 ⁇ 32, Al ai) to a ⁇ to (Al d1, d2 Al .... Al di ) reconstructed from the pulses of angular positions l a - to l of (step 150) at times tt 2 , .., ti, as reported by each of the four speed sensors at the end of reception of RSSI profiles, and corresponding temporally at times, t 2 , .., t ,.
  • the speed sensor thus identified in each diagram affects the wheel location to the transmitting wheel unit.
  • the invention is not limited to the examples described or represented. It is for example possible to provide other types of identification of the angular positions of the wheels, in particular by piezoelectric rotation sensors.
  • the number, periodicity and duration of the frames may vary depending on the equipment and the degree of security desired in the determination of assignments.

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Abstract

Dans un système de contrôle de la pression des pneumatiques d'un véhicule, l'invention prévoit d'affecter les unités roues (20a - 20d) du véhicule à leur localisation en corrélation avec des détections de vitesses de roues fournies par un autre système de sécurité, par exemple un système ABS. Cependant, la transmission décalée de données entre les deux systèmes peut entraîner des erreurs d'affectation. L'invention vise à éviter de telles affectations erronées. Pour ce faire, les profils du type RSSI reçus d'un même identifiant d'une unité roue sont décalés pour déterminer des décalages temporels (ΔR11, ΔR12,...,ΔR1 i) par rapport à un profil de référence (R10). Les suites de décalages angulaires absolus (ΔR1 à ΔR4) des identifiants (ID1, à ID4) sont alors comparées aux séries de décalages angulaires (ΔIa à ΔId) reconstruits à partir des positions angulaires (Ιa' à ld' ) fournies par les quatre capteurs de vitesse. Pour chaque identifiant (ID1, à ID4), une seule série de décalages angulaires (Δla à Δld) d'un des capteurs de vitesse (40a à 40d) varie linéairement avec le temps. Ce capteur de vitesse localise l'unité roue émettrice car la position fixe de chaque capteur de vitesse est connue sur le véhicule.

Description

Procédé d'affectation des roues d'un véhicule à leur localisation
A partir des données fournies par les unités roues d'un système de contrôle de la pression des pneumatiques d'un véhicule, le procédé selon l'invention se rapporte à l'affectation des roues à leur localisation relative dans ce véhicule, par corrélation avec une détection de vitesse de ces roues.
Les mesures des caractéristiques physiques des pneumatiques sont effectuées par des capteurs dans des modules embarqués - appelés unités roue - d'un système de contrôle de la pression des pneumatiques, du type connu sous la dénomination TPMS (initiales de « Tire Pressure Monitoring System » en langue anglaise). Chaque unité roue est montée par exemple sur la jante de la roue, dans l'espace soumis à la pression.
Dans un système TPMS, chaque unité roue comporte en particulier des capteurs de mesure des caractéristiques de pression et de température, ainsi que des moyens de mémorisation et d'alimentation électrique autonome, en liaison avec une unité centrale de traitement numérique des données fournies par les capteurs selon une base de temps donnée. La base de temps interne cadence en basse fréquence (BF) les tâches des différents composants de chaque unité roue.
En particulier, la base de temps déclenche périodiquement les mesures des caractéristiques et leur mémorisation. Les valeurs mesurées et mémorisées sont transmises par un circuit d'émission en radiofréquence (ci-après RF) à l'unité centrale. Cette unité centrale commande un affichage, par exemple sur le tableau de bord du véhicule, une alarme en cas de détection de valeurs anormales, et éventuellement une analyse comparative entre les pressions des quatre pneus. L'affichage peut être réalisé sur un écran qui permet de visualiser les mesures effectuées en fonction de la localisation relative des roues dans le véhicule. Dans ce cas, pour des raisons de sécurité, la localisation des alarmes doit être exacte. Il est donc essentiel de pouvoir déterminer sur quelle roue une intervention doit être effectuée.
Afin d'attribuer les mesures reçues par l'unité centrale à la roue correspondante, chaque unité roue transmet à l'unité centrale - avec les valeurs mesurées - un identifiant ID unique du capteur de l'unité roue concernée par ces mesures. En revanche les unités roue ne peuvent pas recevoir d'information du véhicule sans la mise en œuvre de système plus coûteux.
Or il est courant de permuter la position des roues afin d'équilibrer le degré d'usure des pneumatiques. De même, il est possible de changer un train de roues suite à un accident. Dans ces conditions, l'unité centrale attribue bien les mesures reçues à l'unité roue qui les a émises, mais cette unité centrale ne connaît pas la positon réelle de cette roue. Par ailleurs, pour économiser l'énergie électrique et donc augmenter la durée de vie de la pile, le nombre et l'intensité des émissions entre les unités roue et l'unité centrale sont limités. L'alimentation électrique est alors coupée dans tous les cas où une telle alimentation est inutile, sans nuire aux performances du système.
II est ainsi connu du document de brevet US 6 112 587 une méthode d'affectation des roues à partir de capteurs de rotation intégrés dans un système TPMS et des capteurs de vitesse de roue ou aussi appelés capteurs angulaires d'un autre système de contrôle, par exemple des capteurs du système ABS (initiales de « Anti Blocking System», système antiblocage en langue anglaise). La méthode consiste à n'émettre le signal d'une unité roue, contenant son identifiant et des valeurs de mesure, qu'à des intervalles de temps réguliers, et à enregistrer le nombre d'impulsions des capteurs de vitesse de roue, ici en l'occurrence des capteurs du système ABS, entre deux émissions du signal.
Dans ce document, chaque signal est émis à un instant correspondant à une position de la roue, de sorte qu'une variation angulaire prédéfinie entre deux positions angulaires pour deux instants d'émission successifs est repérée par le capteur de rotation de l'unité roue. A réception des signaux, une unité centrale identifie alors en principe lequel des capteurs du système ABS a fourni un nombre d'impulsions correspondant à ladite variation angulaire entre les deux instants d'émission (à un nombre entier de tours près), ce qui lui permet d'affecter l'identifiant et les mesures à la roue correspondant au capteur de vitesse du système ABS ainsi identifié. Les capteurs de vitesse du système ABS connaissent en effet exactement la position de la roue qu'ils surveillent puisqu'ils sont placés de manière fixe sur le châssis du véhicule.
La fiabilité de cette solution est fortement limitée par la nature des signaux transmis par l'unité centrale du système ABS à l'unité centrale du système TPMS. Ces signaux circulent par exemple toutes les 20 ms (millisecondes) sur le bus entre lesdites unités, un bus CAN (initiales de « Controller Area Network », c'est-à-dire « Réseau multiplexé de commande » en anglais) étant l'architecture la plus efficace pour la communication série de données entre commandes électroniques.
En effet, le système TPMS et les capteurs de vitesse de roue du système ABS n'ont pas les mêmes horloges, horloges à quartz ou circuits oscillateurs, et les bases de temps associées sont donc différentes. De plus, les vitesses sont mesurées soit en rpm (nombre de tours par minute) soit en rd/s soit encore en km/h ; le bus de transmission, un bus CAN ou équivalent, ne permet pas de synchroniser instantanément les vitesses. La résolution insuffisante du bus peut entraîner des décalages de temps importants et donc des décalages de traitement des impulsions du signal. Or, pour passer d'une vitesse de roue transmise par l'unité ABS à la vérification de ladite variation angulaire entre les deux instants d'émission, l'unité centrale TPMS doit intégrer toutes les vitesses de roues rapportées par l'unité centrale ABS pour calculer les variations angulaires. Dans ces conditions, les erreurs précitées sont amplifiées au point d'être en mesure de provoquer des erreurs d'affectation de la roue correspondante.
L'invention vise à éviter de telles affectations erronées. De plus, l'invention permet de s'affranchir de l'utilisation de capteurs de rotation supplémentaires qui génèrent des coûts et diminuent la durée de vie des piles.
Pour ce faire, l'invention prévoit de comparer les émissions de profils de type RSSI (initiales de « Received Signal Strength Indication », c'est-à-dire « indication d'intensité du signal reçu » en anglais) des unités roue du système TPMS - construits à partir des émissions de trames RF - et les positions angulaires de roue fournies par les capteurs de vitesse d'un autre système de contrôle de vitesse, de type ABS ou de correction de trajectoire ou équivalent.
Chaque émission de trame par l'unité roue et donc chaque profil RSSI du signal reçu par l'unité centrale est caractéristique de la localisation d'une unité roue par rapport à l'unité centrale et donc d'une des roues (d'où provient la trame) par rapport au véhicule. En effet, la propagation du signal entre chaque unité roue et l'unité centrale est un marqueur de la position de chaque unité roue de par les différences de structures absorbantes rencontrées et les sens de rotation opposés des roues au regard de l'unité centrale.
Le signal RSSI et celui du capteur de vitesse correspondant à la même roue sont alors émis de manière synchrone mais traités avec un décalage dans le temps qui traduit une erreur systématique significative introduite au cours des processus de traitement des données. Différents décalages peuvent être identifiés à partir des différents capteurs de vitesse pour chaque profil RSSI correspondant aux différentes localisations de roues. Tester ces décalages conduit alors à discriminer le capteur de vitesse ayant fourni l'information angulaire correspondant au profil RSSI et donc la localisation de l'unité roue émettrice.
Plus précisément, l'invention a pour objet un procédé d'affectation des roues d'un véhicule à leur localisation dans ce véhicule, dans lequel un système de contrôle de la pression des pneumatiques est en liaison avec des capteurs de vitesse de roues par l'intermédiaire d'un autre système de contrôle de vitesse des roues. Le système de contrôle de la pression des pneumatiques comporte des unités roues transmettant des données par signaux radiofréquence vers une unité centrale de traitement des données. Des profils du type RSSI sont construits dans l'unité centrale à partir de trames de données extraites des signaux radiofréquence émis par chaque unité roue, pendant des durées suffisamment courtes pour que les vitesses des roues soient considérées comme sensiblement constantes. Les profils du type RSSI successivement construits lors d'émissions des signaux radiofréquence ultérieures d'une même unité roue présentent par rapport à un premier profil du type RSSI de référence des suites de décalages temporels successifs aux instants ultérieurs de réception. Des informations de positions angulaires de chaque roue sont déterminées parallèlement à partir des signaux des capteurs de vitesse de roues reçus dans l'unité centrale. Les décalages temporels successifs étant comparés à des séries de décalages angulaires reconstruits à partir des positions angulaires, la série de décalages angulaires qui varie linéairement avec le temps désigne le capteur de vitesse et donc la localisation de l'unité roue correspondant aux émissions des signaux radiofréquence.
Selon des modes de réalisation particuliers :
• les émissions des signaux radiofréquence durent au plus sensiblement une seconde pour que la vitesse de la roue d'où elles sont émises soit assimilable, pendant au plus la seconde d'émission, à la vitesse moyenne de l'ensemble des roues ;
• les émissions des signaux radiofréquence, émises dans des conditions où les vitesses des roues s'écartent sensiblement de la vitesse moyenne de l'ensemble des roues, ne sont pas prises en considération ;
• les profils du type RSSI sont construits dans l'unité centrale par échantillonnage-blocage et superposition d'un nombre déterminé de trames de données extraites des signaux radiofréquence émise par chaque unité roue ;
• le nombre de trames pour construire les profils du type RSSI est compris entre trois et six ;
· les émissions des signaux radiofréquence en début de roulage sont suffisamment longues pour optimiser la saisie des profils du type RSSI de référence ;
• les premières émissions des signaux radiofréquence durent sensiblement une seconde.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de l'exemple de réalisation détaillé non limitatif qui suit, à la lumière des figures annexées qui représentent, respectivement :
• la figure 1 , le schéma général d'un véhicule équipé d'un système TPMS en liaison avec un système ABS ;
· la figure 2, un bloc diagramme d'une unité de traitement de données d'un système TPMS intégrant un module de contrôle selon l'invention ; • la figure 3, un schéma de construction d'un profil de type RSSI de référence à partir de la première trame RF transmise par une unité roue ;
• la figure 4, une chaîne de détermination des positions angulaires d'une roue par l'unité centrale du système TPMS à partir des données transmises par un capteur de vitesse du système ABS ;
• la figure 5, un diagramme temporel d'une suite de décalages temporels des profils RSSI d'une unité roue par rapport au profil de référence de cette unité roue, avec report des positions angulaires correspondantes déterminées par l'unité centrale du système TPMS ;
« la figure 6, un organigramme du procédé d'affectation de la localisation des roues selon l'invention ; et
• la figure 7, les diagrammes de décalages angulaires relatifs.
La figure 1 illustre schématiquement un véhicule à moteur équipé, en particulier, de roues 10a à 10d et d'un système TPMS 1 qui comporte des unités roue 20a à 20d montées, respectivement, dans chaque pneumatique associé à chaque roue 10a à 10d du véhicule et reliés par radio fréquence à une unité centrale 300.
Chaque unité roue 20a à 20d peut être vulcanisée avec le pneumatique, ou solidarisée à ce pneumatique ou encore à la valve, selon des techniques connues. Les indices « a » à « d » correspondent respectivement aux localisations avant-gauche, arrière-gauche, arrière-droit et avant-droit, par rapport à l'axe X'X dans le sens arrière- avant du véhicule.
Les unités roue 20a à 20d possèdent des circuits émetteurs qui transmettent des données de pression à l'unité centrale de traitement 300 via une antenne réceptrice 31 sous forme de signaux RF, respectivement S1 à S4. Chacun de ces signaux est identifié dans l'unité centrale 300 par un code d'identification ou identifiant roue ID respectivement IDi à ID4 pour les roues 10a à 10d - de l'unité roue respective 20a à 20d d'où ils sont émis. Afin d'économiser les piles et de se conformer aux normes de communication, les signaux S1 à S4 ne sont émis qu'à intervalles réguliers pendant de courtes durées, par exemple des durées qui ne dépassent pas la seconde toutes les 16 secondes.
Le véhicule est également équipé d'un système de contrôle du véhicule lié à la vitesse, un système ABS 2 dans l'exemple illustré, comportant des capteurs de vitesse 40a à 40d associés respectivement aux roues 10a à 10d du véhicule, selon les localisations « a » à « d » correspondantes (avant-gauche, arrière-gauche, arrière-droit, avant-droit). Les capteurs de vitesse 40a à 40d communiquent des données, ici par câble 41 a à 41 d, à une unité de traitement de données 50 du système ABS. Les données reçues par l'unité de traitement 50 sont transmises selon une horloge interne 52 à l'unité centrale 300 du système TPMS via un bus CAN 3.
Les capteurs de vitesse 40a à 40d sont des capteurs à effet Hall qui détectent la position angulaire des dents d'une cible magnétique en forme de couronne - entraînée en rotation par la roue correspondante - une couronne de 64 dents dans l'exemple. A une position angulaire de référence, chaque dent provoque l'émission d'une impulsion par le capteur de vitesse et chaque capteur de vitesse émet ainsi un train d'impulsions caractéristique des positions angulaires de la roue dans le temps. Dans ces conditions, chaque capteur de vitesse 40a à 40d transmet à l'unité centrale 50 - à des instants successifs donnés - les positions angulaires de chaque roue 10a à 10d, et donc de chaque unité roue 20a à 20d associée. L'unité centrale 50 détermine alors par un calcul de dérivation les vitesses des roues.
Le bloc diagramme de la figure 2 illustre un exemple d'unité centrale de traitement des données 300 du système TPMS en liaison avec l'unité centrale 50 du système ABS. L'unité centrale comporte un démodulateur 301 des signaux RF reçus par l'antenne 31. Les signaux analogiques sont alors filtrés et convertis en signaux numériques par des moyens de transformation 302 qui fournissent des séquences de trames de données numériques de pression et éventuellement d'autres caractéristiques (température, ...) des pneumatiques, fournies par les circuits émetteurs des unités roue 20a à 20d.
Outre les moyens de transformation, l'unité centrale 300 comporte un microprocesseur de traitement numérique 303, une mémoire de données 304 et une horloge 305. Les données de pression et autres caractéristiques des moyens de transformation 302 sont transmises au microprocesseur 303. Parallèlement, les données de vitesse de l'unité centrale 50 du système ABS sont transmises au microprocesseur 303 via le bus CAN 3.
L'unité centrale 300 comporte également un module de contrôle 310 intégrant un filtre 312, un échantillonneur-bloqueur de profils RSSI 314 et un convertisseur analogique- numérique 316. Les trames des signaux RF démodulées par le démodulateur 301 sont également traitées par le module de contrôle 310 ; ces trames sont ainsi filtrées, échantillonnées et numérisées dans le module 310, avant d'être transmises au microprocesseur 303.
Le microprocesseur 303 transmet les données de pression, d'identification et de localisation à un module d'affichage 60 du système TPMS. Les données de localisation sont élaborées de la façon décrite ci-après.
Avant d'afficher les données de pression des pneumatiques des roues selon les localisations correspondantes sur un module d'affichage 600, une séquence d'affectation de localisation des unités roue 20a à 20d est lancée en début de roulage. A chaque séquence d'affectation, les positions angulaires au départ (en parking) sont inconnues et considérées comme nulles. Les données de position angulaire des roues 10a à 10d fournies par les impulsions des capteurs de vitesse 40a à 40d sont alors remises à zéro, toutes les positions ultérieures étant exprimées relativement à cette référence.
Pendant cette séquence, des profils de type RSSI de référence sont stockés dans un compte de la mémoire 304. Chaque profil RSSI de référence R10 à R40 (le profil R10 dans l'exemple est illustré par le schéma de la figure 3), est construit par un échantillonnage particulier réalisé par l'échantillonneur-bloqueur 314 (figure 2) à partir d'une première trame. Avec un nombre suffisant de premières trames RF, cinq trames dans l'exemple, l'échantillonnage présente une sûreté d'identification maximale. Les échantillons E1 (cf. figure 3) sont répartis par groupes de quatre ou cinq sur les premières trames, de manière à bien couvrir l'ensemble des trames.
Chaque trame RF s'étend sur une durée correspondant à quelques tours de roue, par exemple deux à trois tours, et plus pour les premières trames de roulage. Des émissions longues sont ainsi prévues en début de séquence d'affectation, afin de permettre une bonne saisie de chaque profil RSSI de référence. Dans l'exemple, chacune des cinq premières émissions RF utilisées dure une seconde correspondant par exemple à cinq tours de roue (pour une vitesse de 10 m/s, avec un tour de roue de 2 m).
Les émissions RF ultérieures construisent des profils de type RSSI pendant une durée plus courte, typiquement moins d'une seconde, pour que les vitesses des roues d'où elles ont été émises soient assimilables à la vitesse moyenne des quatre roues 10a à 10d. Avantageusement, les émissions réalisées dans des conditions de conduite qui provoquent un différentiel de vitesses des roues supérieur à un seuil déterminé ne sont pas prises en compte, par exemple lors de trajectoires courbes.
A chaque réception de profils RSSI (ou de type RSSI) ultérieurs, les données de vitesse transmises par l'unité centrale 50 du système ABS à l'unité centrale 300 du système TPMS (figure 2) permettent, par un processus de calcul d'intégration, de déterminer une position angulaire de chaque roue 10a à 10d à l'instant correspondant. Mais la chaîne de traitements subie par ces données de vitesse entre le capteur de vitesse (40a à 40d) et l'unité centrale du système TPMS 300 introduit alors des valeurs de positions angulaires à des instants décalés ou, en d'autres termes, des valeurs de positions angulaires erronées à des instants donnés. Par exemple, à mi-localisation après 15 émissions toutes les 16 secondes, avec une erreur de temps de 0,1 %, cette erreur se traduit par 0,24 s (égale à 15 * 16 * 0,1 % ), soit un tour et 72° d'angle (avec une vitesse de 10 m/s et un tour de roue de 2 m). En effet, dans une chaîne de détermination des positions angulaires d'une roue 10a à 10d, telle qu'illustrée par la figure 4, la série d'impulsions angulaires la fournie respectivement par les capteurs de vitesse 40a à 40d, ici 40a, est sommée et subit un premier processus de dérivation cadencé par l'horloge interne 52 de l'unité centrale 50 du système ABS. Les données de vitesse Va ainsi déterminées sont transmises via le bus CAN 3 selon un cadencement propre, par exemple toutes les 20 ms, ce qui introduit des décalages de temps et transforme ces données de vitesse en Va'.
Ces données de vitesse Va' sont ainsi transmises à l'unité centrale 300 qui, par un processus d'intégration cadencé par son horloge interne 305, décompte une série d'impulsions de positions angulaires « Ι3· », sommée dans un compte de la mémoire 304. Ces données d'impulsions de positions angulaires « la » présentent alors - par rapport à la série d'impulsions angulaires « la » fournie initialement par le capteur de vitesse 40a - des décalages temporels linéaires. Cette linéarité est exploitée ci-après pour tous les capteurs de vitesse 40a à 40d afin de localiser l'unité roue émettrice dont le signal subit un décalage temporel semblable.
La figure 5 présente l'un, R1 , des diagrammes temporels R1 à R4 des profils RSSI correspondant aux unités roues 20a à 20d, successivement construits au cours du temps « t » par l'échantillonneur-bloqueur 314 et stockés dans des comptes de la mémoire 304 (figure 2). Les profils successifs R1 i, R12, R1 , du diagramme R1 sont ceux de l'unité roue 20a et sont positionnés par rapport au profil de référence R10. Quatre diagrammes temporels de ce type peuvent ainsi être bâtis à partir des profils RSSI successifs correspondant aux signaux provenant de chacun des identifiants roue \D^ à ID4.
L'organigramme de la figure 6 illustre les principales étapes du procédé d'affectation de la localisation des roues selon l'invention. La méthode consiste à déterminer, pour chaque identifiant roue
Figure imgf000010_0001
à ID4 de roue, quelle est celle des séries de positions angulaires la à ld' - et donc le capteur de vitesse 40a à 40d qui a fourni ces positions angulaires - qui correspond aux profils RSSI successifs de cet identifiant par analyse de chacun des diagrammes temporels ci-dessus (figure 5). Pour ce faire, dans une première phase 100, chaque nouveau profil RSSI reçu d'un même identifiant de roue IDj est décalé jusqu'à épouser le profil de référence de l'identifiant de roue concerné pour identifier un décalage temporel absolu correspondant.
Les profils RSSI présentant des formes sinueuses, il est aisé de décaler avec précision les profils RSSI successivement reçus. Des décalages temporels absolus AR1 (t) à AR4(t) par rapport aux profils de référence R10 à R40 correspondants sont ainsi obtenus pour les profils RSSI de chaque identifiant de roue ID, et donc de chacune des unités roue 20a à 20d. A titre d'exemple, sur le diagramme illustré par la figure 5, la suite de décalages absolus AR1 (t) pour les profils RSSI de l'unité roue 20a, à savoir : AR^,
AR12 AR1 i, correspond aux instants t1 ( t2, t,.
Chacune des suites de décalages temporels absolus AR1 (t) à AR4(t) des identifiants ID! à ID4 est alors comparée, dans une deuxième phase 200, aux séries de décalages angulaires « relatifs » ΔΙ3 (ΔΙ31 , ΔΙ32, Alai) à à\à (Ald1 , Ald2, ... . Aldi) reconstruits à partir des impulsions de positions angulaires la- à ld' (étape 150) aux instants t t2, .. , ti, telles que rapportées par chacun des quatre capteurs de vitesse en fin de réception des profils RSSI, et correspondant temporellement aux instants , t2, .., t,. Pour chaque identifiant \D^ à ID4, seule l'une des séries de décalages angulaires relatifs A\a à Ald - en fait celui du capteur de vitesse 40a à 40d correspondant à cet identifiant- varie linéairement selon une fonction f(Lin) avec le temps. Les autres décalages relatifs, et donc les autres capteurs, qui ne correspondent pas aux profils de l'identifiant ID considéré, ne subissent pas les mêmes retards dans la propagation ni, en conséquence, les mêmes décalages systématiques ; les variations des décalages sont alors aléatoires et non linéaires. Une seule variation linéaire et donc un seul capteur de vitesse est sélectionné (étape 250), différent pour chaque identifiant
Figure imgf000011_0001
à ID4. Les émissions provenant de l'unité roue 20a à 20d sont ainsi affectées à la roue 10a à 10d localisée par le capteur de vitesse 40a à 40d ainsi sélectionné (étape 400).
Les 16 courbes des quatre suites de décalages relatifs ΔΙ3 à Ald des positions angulaires ΔΙ des quatres capteurs de vitesse 40a à 40d-en fonction du temps, pour chacun des quatres identifiants à ID4, correspondant à chaque profil RSSI R1 à R4, sont plus précisément reportées sur les quatres diagrammes 7a à 7d de la figure 7. Sur chaque diagramme, une seule des quatre courbes présente - selon une approximation de distribution par des droites de régression - une variation linéaire telle que présentée ci- dessus, soit les quatre droites C|in1 à C|in4. Le capteur de vitesse ainsi identifié dans chaque diagramme affecte la localisation roue à l'unité roue émettrice.
L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits ou représentés. Il est par exemple possible de prévoir d'autres types de repérage des positions angulaires des roues, en particulier par des capteurs de rotation piézoélectriques. Par ailleurs, le nombre, la périodicité et la durée des trames peuvent varier en fonction des équipements et du degré de sécurité souhaités dans la détermination des affectations.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'affectation des roues (10a à 10d) d'un véhicule à leur localisation dans ce véhicule, dans lequel un système de contrôle de la pression des pneumatiques (1) est en liaison avec des capteurs de vitesse de roues (40a à 40d) par l'intermédiaire d'un autre système de contrôle de vitesse des roues (2), le système de contrôle de la pression des pneumatiques (1) comportant des unités roues (20a à 20d) transmettant des données par signaux radiofréquence (S1 à S4) vers une unité centrale de traitement des données (300), le procédé étant caractérisé en ce que :
• des profils du type RSSI (R1 à R4) sont construits dans l'unité centrale (300) à partir de trames de données extraites des signaux radiofréquence émis par chaque unité roue (20a à 20d), pendant des durées suffisamment courtes pour que les vitesses des roues (Va à Vd) soient considérées comme sensiblement constantes, les profils du type RSSI (R1 à R4) successivement construits lors d'émissions de signaux radiofréquence ultérieures d'une même unité roue (20a à 20d) présentant par rapport à un premier profil du type RSSI de référence (R10 à R40) des suites de décalages temporels successifs (AR1 à AR4) aux instants ultérieurs de réception ;
• des informations de positions angulaires (Ι3· à ld) de chaque roue (10a à 10d) sont déterminées parallèlement à partir des signaux des capteurs de vitesse de roues (40a à 40d) reçus dans l'unité centrale (300) ;
· les décalages temporels successifs (AR1 à AR4) sont comparés à des séries de décalages angulaires « relatifs » (Ala à Ald) reconstruits à partir des positions angulaires (Ι3· à ld ) ; et
• la série de décalages angulaires (Ala à Ald) qui varie linéairement le temps désigne le capteur de vitesse et donc la localisation de l'unité roue (20a à 20d) correspondant aux émissions des signaux radiofréquence.
2. Procédé d'affectation selon la revendication 1 , dans lequel les émissions des signaux radiofréquence (S1 à S4) durent au plus sensiblement une seconde pour que la vitesse de la roue (Va à Vd) d'où elles sont émises soit assimilable, pendant au plus la seconde d'émission, à la vitesse moyenne de l'ensemble des roues (10a à 10d).
3. Procédé d'affectation selon la revendication 2, dans lequel les émissions RF (S1 à S4), émises dans des conditions où les vitesses des roues s'écartent sensiblement de la vitesse moyenne de l'ensemble des roues, ne sont pas prises en considération.
4. Procédé d'affectation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les profils du type RSSI (R1 à R4) sont construits dans l'unité centrale (300) par échantillonnage-blocage (314) et superposition d'un nombre déterminé de trames de données extraites des signaux radiofréquence émise par chaque unité roue (20a à 20d).
5. Procédé d'affectation selon la revendication précédente, dans lequel le nombre de trames pour construire les profils du type RSSI (R1 à R4) est compris entre trois et six.
6. Procédé d'affectation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les émissions des signaux radiofréquence (S1 à S4) en début de roulage sont suffisamment longues pour optimiser la saisie des profils du type RSSI de référence (R10 à R40).
7. Procédé d'affectation selon la revendication précédente, dans lequel les premières émissions des signaux radiofréquence durent sensiblement une seconde.
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