FR3055247A1 - Strategie de remise en service d'une unite-roue declaree detachee dans un systeme tpms de controle de la pression des pneus d'un vehicule automobile - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé et un système TPMS comprenant une unité centrale (2) et des unités-roue (3a-3d), • chaque unité-roue (3a-3d) comprenant un capteur de pression (5a-5d), et transmettant régulièrement à l'unité centrale des mesures de pression et des mesures d'accélération radiale, ces dernières étant utilisées pour calculer un paramètre de détachement pour l'unité-roue, • l'unité centrale (2) comprenant un module de test (2d) configuré pour déterminer si chaque unité-roue est dans un état détaché ou dans un état opérationnel, et un module de remise en service (2e) configuré pour basculer l'état d'une unité roue de l'état détaché à l'état opérationnel si : - depuis que l'unité-roue est déclarée détachée, une pression inférieure ou égale à une pression atmosphérique de référence a été mesurée alors que le véhicule était à l'arrêt, et si - après cet arrêt, au moins l'un des critères suivants est vérifié : le paramètre de détachement n'a pas atteint un seuil de détachement nominal dans un premier temps de roulage ; un indice d'attachement correspondant à une forme particulière d'un signal de mesure de l'unité-roue a été détecté dans des conditions spécifiques d'évaluation.
Description
Titulaire(s) : CONTINENTAL AUTOMOTIVE FRANCE Société par actions simplifiée, CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH.
Demande(s) d’extension
Mandataire(s) : CONTINENTAL AUTOMOTIVE FRANCE Société par actions simplifiée.
STRATEGIE DE REMISE EN SERVICE D'UNE UNITE-ROUE DECLAREE DETACHEE DANS UN SYSTEME TPMS DE CONTROLE DE LA PRESSION DES PNEUS D'UN VEHICULE AUTOMOBILE.
FR 3 055 247 - A1
L'invention concerne un procédé et un système TPMS comprenant une unité centrale (2) et des unités-roue (3a3d), chaque unité-roue (3a-3d) comprenant un capteur de pression (5a-5d), et transmettant régulièrement à l'unité centrale des mesures de pression et des mesures d'accélération radiale, ces dernières étant utilisées pour calculer un paramètre de détachement pour l'unité-roue, l'unité centrale (2) comprenant un module de test (2d) configuré pour déterminer si chaque unité-roue est dans un état détaché ou dans un état opérationnel, et un module de remise en service (2e) configuré pour basculer l'état d'une unité roue de l'état détaché à l'état opérationnel si:
- depuis que l'unité-roue est déclarée détachée, une pression inférieure ou égale à une pression atmosphérique de référence a été mesurée alors que le véhicule était à l'arrêt, et si
- après cet arrêt, au moins l'un des critères suivants est vérifié : le paramètre de détachement n'a pas atteint un seuil de détachement nominal dans un premier temps de roulage; un indice d'attachement correspondant à une forme particulière d'un signal de mesure de l'unité-roue a été détecté dans des conditions spécifiques d'évaluation.
L’invention concerne le domaine technique des systèmes de contrôle automatique de la pression des pneumatiques d’un véhicule automobile (en anglais TPMS pour « Tire Pressure Monitoring System »). Aux Etats-Unis, la « Loi de bande de roulement » (ou Tread Act) de 2005, a imposé l’utilisation d’une technologie de contrôle de pression des pneus afin d'informer le conducteur lorsque ces pneus comportent un grave problème de gonflage. Cette technologie est devenue obligatoire pour tous les nouveaux véhicules de moins de 3,5 tonnes sortant de production après le 1er septembre 2007. Suivant l'exemple nord-américain, l’installation de TPMS est devenue obligatoire en Europe à partir de novembre 2014 pour tous les véhicules neufs.
Il existe deux grandes familles de systèmes de contrôle de pression des pneus : les systèmes TPMS directs et les systèmes TPMS indirects. Un système indirect calcule la pression des pneus de manière partielle et indirecte, à partir de la mesure d’une grandeur autre que la pression, par exemple à partir de la vitesse de rotation de la bande de roulement des pneus (laquelle dépend du diamètre extérieur du pneu, lui-même dépendant de la pression). L’ABS peut permettre de détecter cette variation de la rotation du pneumatique. D’autres systèmes indirects intègrent la mesure de la vibration des pneus ou étudient le résultat des changements de charge lors d’accélérations, freinages ou prises de virages. Les systèmes TPMS indirects présentent l’avantage d’utiliser un matériel (ABS par exemple) déjà présent dans le pneu mais ils sont généralement moins précis que les systèmes TPMS directs.
Les systèmes directs sont réalisés dans l’optique de faire face aux variations de pression relatives aux changements de températures et aux frottements liés à ces variations, mais surtout de détecter une crevaison de l'un des pneus qui pourrait conduire à la perte de contrôle du véhicule, l’objectif étant que tout problème (pression trop basse par exemple en raison d’une fuite de pression, capteur de pression hors service, etc.) soit signalé dans les 10 minutes.
L’invention concerne uniquement les systèmes TPMS directs qui mesurent directement la pression à l’intérieur des pneus du véhicule à l’aide de dispositifs de mesure TPMS aussi appelés « unités-roue ».
Chaque unité-roue est installée à l’intérieur du pneu, soit fixée sur la jante de la roue, soit collée sur la face interne de la bande de roulement du pneu, soit fixée au bout de la valve. Elle comprend notamment un capteur de pression de type micro électromécanique, un capteur de température, un calculateur, et un émetteur pour envoyer des informations à un ordinateur de bord du véhicule par fréquences radio, ainsi qu’un boîtier dans lequel sont logés les éléments sus-listés.
Afin d’économiser l’énergie nécessaire au fonctionnement de l’unité-roue et plus globalement du système de mesure TPMS, qui n’est utile que lorsque le véhicule roule, le système TPMS comprend de plus des moyens pour détecter si le véhicule est en mouvement ou non. Par exemple, chaque unité-roue intègre de plus un accéléromètre radial. Lorsqu’une accélération est détectée, l’information est transmise par l’unité-roue à l’ordinateur de bord. Lorsque l’accéléromètre ne détecte aucune accélération, l’unité-roue n’effectue aucune transmission et l’ordinateur de bord enregistre un statut « à l’arrêt » pour le véhicule.
Les systèmes TPMS directs connus intègrent des moyens de détermination de l’état opérationnel/détaché des unités-roue, aptes à déterminer si une unité-roue est en place ou si elle est détachée et est donc non-opérationnelle, par exemple soit parce que le boîtier de l’unité-roue s’est détaché de la jante ou de la bande de roulement du pneu ou a été éjecté de la valve, soit parce que le capteur de pression (ou un autre ou plusieurs éléments de l’unité-roue) a été éjecté dudit boîtier. Il est important de connaître l’état détaché ou non d’une unité-roue car, de façon générale, le détachement d’une unité roue compromet l’intégrité des mesures qu’elle fournit, par exemple parce qu’une unité-roue détachée peut rapidement devenir défectueuse en termes de transmission de données ou en termes de mesure de la pression ; en outre, son frottement contre le pneu peut, dans les scenarii les plus critiques, endommager ce dernier ou générer des poussières susceptibles de boucher l’entrée de mesure de l’unité-roue avec pour conséquence une pression mesurée qui apparaît comme étant correcte alors que le pneu fuit.
Lorsqu’une unité-roue est déclarée détachée, un signal est émis à l’attention du conducteur du véhicule pour indiquer à celui-ci que la pression des pneus ne peut plus être contrôlée en raison d’un matériel défectueux. Il n’existe actuellement aucun moyen opérationnel de faire revenir une unité-roue déclarée « détachée » dans son état opérationnel. En conséquence, toute unité-roue qui s’est détachée est mise au rebus, qu’elle soit endommagée ou non.
L'invention vise à permettre la réutilisation d’une unité-roue préalablement déclarée détachée mais n’ayant pas subi de dommages. L’objectif principal de l'invention est ainsi de proposer un système de contrôle de la pression des pneus enrichi d’une nouvelle fonction, qui permet de réaliser des économies en évitant le gaspillage de matériel fonctionnel. Un autre objectif de l’invention est de proposer une nouvelle fonction nécessitant peu de temps de calcul et peu de ressources informatiques.
Un autre objectif est d’offrir une remise en service automatique d’une unitéroue préalablement détachée, sans action supplémentaire de l’opérateur ou garagiste qui remet en place l’unité-roue. Ainsi par exemple, aucune réinitialisation de l’unité-roue n’est requise, Le système est autonome pour remettre en service l’unité-roue replacée.
Dans une version préférée, l'invention fournit également un diagnostic sur une unité-roue détachée afin d’aider un opérateur dans sa décision de mise au rebus ou de remise en place de l’unité-roue détachée.
A cette fin, l’invention propose un système, ci-après appelé système TPMS, de contrôle de la pression des pneus d’un véhicule automobile, qui comprend une unité centrale et des unités-roue, chaque unité-roue comprenant notamment un capteur de pression et un émetteur pour permettre des transmissions de l’unité-roue vers l’unité centrale, parmi lesquelles des transmissions récurrentes, appelées ici transmissions de contrôle de pression, intervenant à une première fréquence et comprenant chacune des mesures de pression du pneu et des mesures utilisées pour calculer un paramètre de détachement pour l’unité-roue.
D’autres types de transmission (telles des transmissions de diagnostic), optionnelles celles-ci, intervenant à d’autres fréquences et concernant éventuellement d’autres données, seront définies plus loin.
Il est à noter que les mesures utilisées pour calculer le paramètre de détachement peuvent être des mesures d’accélérations radiales obtenues d’un accéléromètre radial inclus dans l’unité-roue ; il peut, en variante, s’agir de mesures de chocs, obtenues de capteurs de type piézorésistifs, ou encore de mesures du courant parcourant une inductance logée dans le boîtier de l’unité-roue et fixée au capteur de pression comme l’enseigne le document FR 2 874 271.
De façon usuelle, le système TPMS comprend un module de test configuré pour déterminer si chaque unité-roue est dans un état détaché ou dans un état opérationnel, l’unité-roue étant déclarée détachée si le paramètre de détachement est supérieur ou égal à un seuil nominal de détachement prédéterminé. Ce module de test peut être intégré dans l’unité centrale ou dans chaque unité-roue.
Le système TPMS selon l’invention est caractérisé en ce qu’il comprend de plus un module de remise en service configuré pour, lorsqu’une unité-roue a été détectée comme étant à l’état détaché, basculer l’état de l’unité roue de l’état détaché à l’état opérationnel si et seulement si les deux conditions suivantes sont remplies, à savoir :
• une première condition selon laquelle, depuis que l’unité-roue est déclarée détachée, une pression inférieure ou égale à une pression atmosphérique de référence a été mesurée alors que le véhicule était à l’arrêt, • une deuxième condition selon laquelle, après l’arrêt susmentionné (c’est-à-dire depuis la reprise du roulage), au moins l’un des deux critères suivants est vérifié :
- Premier critère : le paramètre de détachement n’a pas atteint le seuil nominal de détachement dans un premier temps de roulage ;
- Second critère : un indice d’attachement est détecté dans des conditions spécifiques d’évaluation prédéterminées.
L’invention concerne aussi un procédé de remise en service d’une unité-roue préalablement déclarée détachée, dans un système TPMS de contrôle de la pression des pneus d’un véhicule automobile comprenant des unités-roues qui peuvent être dans un état opérationnel ou dans un état détaché, une unité-roue étant déclarée détachée lorsqu’un paramètre de détachement est supérieur ou égal à un seuil nominal de détachement prédéterminé. Le procédé selon l’invention est caractérisé en ce que l’état de l’unité roue préalablement déclarée détachée est basculé de l’état détaché à l’état opérationnel si et seulement si les deux conditions précédemment définies sont remplies.
L’invention propose ainsi pour la première fois un système TPMS apte à basculer automatiquement une unité-roue de l’état détaché à l’état opérationnel afin de remettre en service une unité-roue qui se serait détachée et aurait été correctement remise en place.
La première condition traduit le fait que le pneu a été démonté et donc qu’il est probable que le pneu ait été contrôlé et réparé, si nécessaire, et que l’unité-roue détachée ait été remise en place (c’est-à-dire qu’il est probable que l’unité-roue a été fixée de nouveau sur la jante de la roue ou sur la bande de roulement du pneu ou relogée sur la valve de la roue ou que le capteur de pression - ou autre élément éjecté de l’unité-roue a été replacé dans son logement au sein de l’unité-roue).
La pression atmosphérique de référence à laquelle on compare les pressions mesurées par l’unité-roue détachée est prédéterminée et mémorisée dans une mémoire de l’unité-roue et/ou de l’unité centrale. Elle est par exemple égale à 1 bar ou 1 atm (1 013 hPa) ; elle peut éventuellement être déterminée en fonction du lieu de vente présumé du véhicule, voire être ajustée en temps réel en fonction de la température ambiante extérieure, un tel ajustement paraissant toutefois inutilement consommateur de ressources informatiques au regard du but recherché.
Cette pression atmosphérique de référence est de préférence légèrement supérieure à1 bar, par exemple égale à 1,1 bar, afin de prévoir une marge qui tient compte des plus hautes pressions qui ont été recensées à la surface terrestre à ce jour (record de 1,087 bar).
La deuxième condition vise à déterminer si l’unité-roue a correctement été remise en place et si elle est maintenant bien attachée. Une fois que l’opérateur a remis en place l’unité-roue sur la bande de roulement du pneu (ou sur la jante ou la valve), le système est ainsi autonome pour décider ou non de la reprise d’activité de l’unité-roue réinstallé.
Pour cette deuxième condition, deux types de critère sont proposés : l’un utilisant le paramètre de détachement, calculé par ailleurs par le module de test pour déterminer l’état détaché ou opérationnel de l’unité-roue, et l’autre utilisant un paramètre d’attachement, spécialement calculé pour l’occasion.
Ainsi, le premier critère reprend le paramètre et le seuil continuellement utilisé par le module de test pour déterminer l’état détaché ou opérationnel de chaque unitéroue, une unité-roue étant déclarée détachée par le module de test si le seuil de détachement nominal est atteint, l’unité-roue étant considérée comme opérationnelle dans le cas contraire. Le calcul du paramètre de détachement selon l’invention est établi par exemple sur la base de mesures d’accélération effectuées par l’unité roue à une fréquence prédéterminée et sur une fenêtre glissante de plusieurs échantillons (par exemple les mesures d’accélération sont effectuées toutes les 16 secondes, et le paramètre de détachement est calculé sur les 30 dernières mesures d’accélération). Le paramètre de détachement est comparé au seuil nominal de détachement à chaque fois qu’il est calculé.
Avantageusement, pour une remise en service plus rapide, la fréquence de mesure de l’accélération amenant à l’évaluation du critère de non détachement pour la remise en service est plus élevée que la fréquence imposée pour la supervision standard du détachement de l’unité roue.
L’utilisation de ce premier critère présente donc l’avantage de ne nécessiter aucune ligne de code supplémentaire (en dehors de celles renvoyant au début de la vérification du critère de détachement dans le module de test). Cette solution est donc optimale en termes de ressources informatiques mais elle est un peu lente car le premier temps de roulage doit être choisi suffisamment long, par exemple 10 minutes.
L’utilisation du second critère selon lequel un indice d’attachement, fourni par une forme particulière d’un signal de mesure de l’unité-roue, a été détecté dans des conditions spécifiques d’évaluation relève d’une logique inverse du critère précédent.
Dans un mode de réalisation possible, l’unité-roue est dotée d’un capteur d’accélération radiale et le signal utilisé pour évaluer l’indice d’attachement est un signal d’accélération radiale résultant de mesures effectuées par le capteur d’accélération radiale (signal construit à partir des mesures d’accélération radiale relevées par ledit capteur).
Dans ce mode de réalisation, • dans le cas d’une unité roue attachée au bout de la valve ou fixée sur la jante :
- la forme particulière représentative de l’état attaché est une sinusoïde d’amplitude de l’ordre de 1g, c’est-à-dire compris entre 0,7 g et 1,3 g.
- et les conditions spécifiques d’évaluation sont que le véhicule est en mouvement.
• dans le cas d’une unité roue fixée sur la face interne de la bande de roulement du pneu :
- la forme particulière représentative de l’état attaché est la présence sensiblement périodique de creux correspondant à l’empreinte du pneu au sol, lesquels creux ont une largeur maximale TFTp et une périodicité T360» présentant un rapport Tftp/T360» sensiblement constant et compris entre 4 % et 10 %,
- et les conditions spécifiques d’évaluation sont que la vitesse du véhicule est inférieure à 20km/h. En effet, ce signal caractéristique n’est pas observé pour une unité roue détachée lorsque le véhicule roule à basse vitesse. L’unité-roue ne connaissant pas la vitesse linéaire du pneu (ou du véhicule), la vérification peut porter sur l’accélération radiale, l’accélération radiale et la vitesse linéaire étant directement liées. Ainsi par exemple, la condition « accélération radiale inférieure ou égale à 4 g » est sensiblement équivalente à la condition « vitesse du véhicule inférieure ou égale à 20 km/h ».
Usuellement, indépendamment du type de fixation de l’unité roue (valve, jante ou pneu) et indépendamment du critère utilisé (paramètre de détachement ou indice d’attachement), la détermination des paramètres/signaux caractéristiques utilisés s’obtient par une étape particulière d’échantillonnage à haute fréquence du signal de mesure (de l’ordre du kHz).
Le second critère suppose donc une réécriture complète des calculs à effectuer et nécessite des lignes de codes qui lui sont propres. Cette solution est la moins favorable sur le plan informatique dans la mesure où elle augmente significativement la taille du code mais elle est la plus rapide car les conditions spécifiques d’évaluation sont généralement atteintes avant le premier temps de roulage.
Dans une version préférée, le système TPMS selon l’invention comprend de plus un module de diagnostic configuré pour :
• calculer un ou plusieurs niveau(x) de dommages subis par une unité-roue déclarée détachée, choisi(s) parmi : le temps de roulage cumulé écoulé depuis que l’unité-roue est déclarée détachée ; le nombre de chocs de forte intensité enregistrés pour l’unité-roue depuis qu’elle est déclarée détachée, un choc de forte intensité étant défini par une dérivée d’ordre 3 de la position de l’unité-roue supérieure ou égale, en valeur absolue, à 500 g/ms (brusque variation de l’accélération radiale de l’unité-roue) ;
• comparer chaque niveau de dommages calculé à un seuil de dommages prédéterminé correspondant. Le module de diagnostic peut être intégré dans l’unité centrale ou, de préférence, dans l’unité-roue (chaque unité-roue comprenant alors son propre module de diagnostic).
De préférence, le module de diagnostic est de plus configuré pour commander une modification de l’échantillonnage de l’accélération d’une unité-roue déclarée détachée de façon à augmenter la fréquence des mesures d’accélération radiale de l’unité-roue détachée dès lors que le véhicule est en mouvement. Cet échantillonnage rapide peut être conditionné à la vitesse du véhicule, c’est-à-dire n’être commandé que si la roue a atteint une vitesse de rotation minimale donnée.
Dans cette version préférée de l’invention incluant des modules de diagnostic, plusieurs options peuvent être envisagées.
Une première option consiste à prévenir l’opérateur que l’unité-roue est très probablement défectueuse et ne devrait pas être réinstallée. Pour ce faire, par exemple, l’unité-roue comprend un témoin représentatif d’un état endommagé, ce témoin pouvant être activé par le module de diagnostic si au moins un niveau de dommages calculé est supérieur ou égal au seuil de dommages correspondant ou si tous les niveaux de dommages calculés sont supérieurs ou égaux à leur seuil de dommages respectif.
Une deuxième option consiste à interdire le retour à l'état opérationnel de l’unité-roue réinstallée par l'opérateur si celle-ci est potentiellement endommagée. Dans ce cas, le module de remise en service du système TPMS est par ailleurs configuré pour, lorsqu’une unité-roue est détectée comme étant à l’état détaché, basculer l’état de l’unité roue de l’état détaché à l’état opérationnel si et seulement si, outre la première condition et la deuxième condition définies supra, une troisième condition est aussi remplie, la troisième condition étant que chaque niveau de dommages calculé est inférieur ou égal au seuil de dommages correspondant.
Une troisième option consiste à combiner les deux options précédentes.
D’autres détails et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, qui se réfère aux dessins schématiques annexés et porte sur des modes de réalisation préférentiels, fournis à titre d’exemples non limitatifs.
- La figure 1 est un schéma de principe d'un exemple d’un système TPMS de contrôle de la pression des pneus d'un véhicule apte à mettre en œuvre un procédé selon l’invention.
- La figure 2 est un logigramme des étapes d'un exemple de mise en œuvre du procédé selon l'invention pour l'unité centrale.
- La figure 3 est un diagramme représentant deux exemples d’évolution dans le temps du paramètre de détachement d’une unité-roue.
- Les figures 4 à 7 sont des diagrammes représentant des exemples de signaux utilisés comme paramètres d’attachement (l’axe des abscisses représentant le temps) pour divers types de fixation d’une unitéroue (valve/jante et pneu), les figures 4 et 6 étant caractéristiques d’un attachement de l'unité-roue, les figures 5 et 7 traduisant un défaut d’attachement de l’unité-roue.
- Plus précisément, la figure 4 représente un signal d’accélération radiale caractéristique d’un état attaché de l’unité-roue, dans le cas d’une unité roue fixée sur la valve du pneu ou la jante de la roue.
- La figure 5 représente un signal d’accélération radiale caractéristique d’un état détaché de l’unité-roue, dans le cas d’une unité roue fixée sur la valve du pneu ou la jante de la roue.
- La figure 6 représente un signal d’accélération radiale caractéristique d’un état attaché de l’unité-roue, dans le cas d’une unité roue fixée à l’intérieur de la bande de roulement du pneu.
- La figure 7 représente un signal d’accélération radiale caractéristique d’un état détaché de l’unité-roue, dans le cas d’une unité roue fixée à l’intérieur de la bande de roulement du pneu.
En référence au schéma de principe de la figure 1, les quatre pneumatiques 1a à 1d d'un véhicule automobile (non représenté) sont chacun équipés d'une unité-roue 3a à 3d. Chaque unité-roue 3a à 3d comporte :
• une antenne (ou émetteur) 4a à 4d qui émet des signaux portés par des liaisons radiofréquences 8a à 8d à une unité centrale 2 ;
• un capteur de pression 5a à 5d qui mesure la pression à l’intérieur du pneumatique 1a à 1d ;
• un microcontrôleur 6a à 6d ;
• un accéléromètre 7a à 7d apte à mesurer des accélérations radiales.
• un capteur de température (non représenté) qui mesure la température à l’intérieur du pneu. Ce capteur est avantageux en ce qu’il permet de déterminer en temps réel une pression recommandée ajustée en fonction de la température, pression recommandée ajustée à laquelle sont comparées les pressions effectivement mesurées afin de pouvoir détecter un problème de sousgonflage (et en alerter le conducteur), sous-gonflage qui peut être dû à une importante charge du véhicule ou à une fuite du pneu. Un tel capteur de température est imposé par la norme dans certains pays.
• Chaque unité-roue 3a à 3d est identifiée par un identifiant qui est unique.
Chaque unité-roue 3a à 3d transmet un paquet de données à l’unité centrale 2 suivant une première fréquence constante, par exemple toutes les 16 secondes. A chaque transmission de contrôle de pression, ce paquet de données comprend :
• l’identifiant de l’unité-roue 3a à 3d concernée ;
• l’ensemble des mesures de pression, telles que déduites du capteur de pression 5a à 5d correspondant, relevées sur la dernière période de mesure, l’expression « dernière période de mesure » désignant la période écoulée entre la précédente transmission de contrôle de pression et la transmission actuelle de contrôle de pression ;
• l’ensemble des mesures d’accélération radiale, telles que déduites de l’accéléromètre 7a à 7d, relevées sur la dernière période de mesure, • l’ensemble des mesures de température relevées sur la dernière période de mesure.
L'unité centrale 2 comporte les éléments suivants : un microcontrôleur 2a, un récepteur 2b et une antenne 2c, le microcontrôleur 2a comprenant entre autres, un module de test 2d, un module de remise en service 2e et un module de diagnostic 2f. Cette unité centrale 2 reçoit ainsi les données provenant des unités-roues 3a à 3d.
Selon une caractéristique avantageuse de l’invention, chaque unité-roue 3a-3d comprend de plus au moins trois compteurs REC_1, REC_2 et REC_3 pour la synchronisation des opérations que le microcontrôleur 6a-6d de l’unité-roue est chargé d'effectuer. Ces compteurs imposent des récurrences plus ou moins rapides. REC_1 impose la récurrence la plus lente, par exemple 64s, REC_2 une récurrence intermédiaire, par exemple 16s, REC_3 la plus rapide, par exemple 4s.
A chaque unité-roue 3a à 3d est de plus associé, dans l'unité centrale 2 ou dans l’unité-roue, un drapeau d’état indiquant si l’unité-roue 3a-3d est dans un état opérationnel ou si elle est dans un état détaché. Le drapeau d’état contient initialement une valeur (par ex. 0) représentative d’un état opérationnel. L’état de chaque unitéroue 3a-3d est contrôlé régulièrement : à chaque mesure d’accélération qu’elle effectue ou selon une deuxième fréquence prédéterminée, l’unité-roue calcule un paramètre de détachement, référencé LoPr (pour « Loose Parameter » en anglais), qui est ici le pourcentage d’accélérations négatives mesurées calculé sur les trente dernières mesures d’accélérations (ou sur une autre fenêtre glissante). Ce paramètre de détachement LoPr est transmis à l’unité centrale et est comparé à un seuil nominal de détachement ΤΗω mémorisé dans le module de test. Si le paramètre de détachement est supérieur au seuil nominal de détachement, l’indicateur d’état est changé en « état détaché » (c’est-à-dire qu’une valeur représentative de l'état détaché, en l’occurrence 1, est enregistrée dans le drapeau d’état). Si le drapeau d’état est mémorisé dans l’unité centrale, ce changement est directement effectué par le module de test, Si le drapeau d’état est mémorisé dans l’unité-roue, un ordre de changement est transmis par le module de test de l’unité centrale à l’unité-roue.
La figure 2 illustre un procédé selon l’invention de remise en service d’une unité-roue dont le drapeau d’état indique un état détaché (point de départ 10).
Supposons qu’une unité-roue soit déclarée détachée. Le conducteur est alors averti de l’existence d’un problème concernant le contrôle de la pression des pneus de son véhicule. On peut supposer qu’il décide alors de se rendre chez un garagiste pour contrôler l’état de ses pneus.
Une unité-roue ayant été déclarée détachée (en 10), Le compteur REC_1 (le plus lent) est déclenché à l’étape 12, La case 16 consiste, pour le microcontrôleur 6a-6d de l’unité-roue concernée, à attendre la prochaine récurrence qui sera déclenchée par l’un ou l’autre des compteurs REC_1 à REC_3 de l’unité-roue.
Une fois le microcontrôleur réveillé en 16, il est vérifié, à l’étape 18, si le véhicule est en mouvement. A cette fin, l’unité centrale 2 comprend de préférence un autre indicateur, dit drapeau de mouvement, qui peut prendre une première valeur (par exemple 1) si le véhicule est en mouvement et une seconde valeur (en l’exemple, 0) s’il est à l’arrêt. Le mouvement du véhicule peut être détecté de diverses façons ; il peut être déduit des accélérations radiales transmises par les quatre unités-roues ou de données fournies par un odomètre du véhicule (qui mesure la vitesse du véhicule à partir de mesures effectuées par d’autres capteurs), etc.
Selon une caractéristique avantageuse de l’invention, à chaque unité-roue 3a-3d est associé un autre indicateur, appelé ici drapeau Po, indiquant si une pression inférieure ou égale à une pression atmosphérique de référence a été mesurée par l’unité-roue en question. Le drapeau Po peut être mémorisé dans l’unité centrale 2 ou dans l’unité-roue correspondante. La pression atmosphérique de référence, utilisée pour la comparaison, est avantageusement choisie égale à 1,1 bar. Le drapeau Po contient initialement une valeur (par exemple 0) représentative du fait qu’aucune pression inférieure ou égale à la pression atmosphérique de référence n’a été mesurée par l’unitéroue. A chaque transmission de contrôle de pression par l’unité-roue, si celle-ci est à l’état détaché (tel qu’indiqué par le drapeau d’état de l’unité-roue) et si le véhicule est à l’arrêt (tel qu’indiqué par le drapeau de mouvement), les pressions mesurées transmises sont comparées à la pression atmosphérique moyenne de référence. Cette comparaison peut, en variante, être effectuée par l’unité-roue (notamment si le drapeau Po est mémorisé dans l’unité-roue) à chaque mesure de pression et si le véhicule est à l’arrêt. Si une pression mesurée est inférieure ou égale à la pression atmosphérique de référence, le drapeau Po est changé pour une valeur (en l’exemple 1) représentative du fait qu’une pression inférieure ou égale à la pression atmosphérique de référence a été mesurée par l’unité-roue.
Au sortir de l’étape 18 (véhicule en mouvement ?), si le véhicule n’est pas en mouvement (le conducteur est arrivé chez le garagiste), le procédé se poursuit par la vérification, à l’étape 20, du drapeau Po.
Si aucune pression inférieure ou égale à la pression atmosphérique de référence n’a été mesurée, c’est-à-dire si Po toujours égal à 0 (le garagiste n’a pas encore démonté le pneu dont l’unité-roue est défaillante), le procédé se poursuit par l’étape 22, qui comprend le déclenchement du compteur REC_2, qui fixe un rendez-vous pour la prochaine récurrence attendue à l’étape 16. Optionnellement, l’étape 22 comprend aussi la transmission par l’unité-roue à l’unité centrale 2 de données de diagnostic DIAG DATA permettant au module de diagnostic 2f de calculer au moins un niveau de dommages tel que le nombre de chocs de forte intensité enregistrés pour l’unité-roue depuis qu’elle est déclarée détachée.
Si le drapeau Po indique, à l’étape 20, qu’une pression inférieure ou égale à la pression atmosphérique de référence a été mesurée (le véhicule est toujours chez le garagiste puisque toujours à l’arrêt, et le pneu a été démonté, il l’est peut-être encore), alors le drapeau Po est réinitialisé en 24. A l’étape 26 qui suit, le compteur REC_3 est déclenché et optionnellement l’unité-roue transmet à l’unité centrale 2 des données de diagnostic DIAG DATA permettant au module de diagnostic 2f de calculer au moins un niveau de dommages.
Au sortir de l’étape 18 (véhicule en mouvement?), si le véhicule est en mouvement, il est vérifié, à l’étape 28, si une pression inférieure ou égale à la pression atmosphérique de référence a été relevée parmi les dernières mesures transmises par l’unité-roue. En pratique, il suffit à l’unité-roue de lire son drapeau Po.
Si tel est le cas (le pneu a été démonté, puisque Po a été mesurée, puis remonté, puisque le véhicule est de nouveau en mouvement), il y a lieu de vérifier si l’unité-roue a été correctement remise en place.
A cette fin, dans une version possible dans laquelle le second critère défini plus haut est appliqué, un drapeau d’attachement FxPr (pour « Fixed Parameter » en anglais) est calculé à l’étape 36 et il est vérifié à l’étape 38 si ce drapeau d’attachement est levé.
En variante, le premier critère est appliqué (utilisation du paramètre de détachement LoPr) et le drapeau d’état de l’unité-roue est utilisé (pas d’étape 36). L’étape 38 consiste alors, de façon analogue, à vérifier si ce drapeau est levé.
Dans les deux cas, l'étape 38 « Fx ? » (« Fx ? » signifiant « Fixée ? » ou, en anglais, « Fixed? ») consiste donc à vérifier si l'unité-roue est attachée, soit par vérification d'un indice d'attachement (FxPr), soit par utilisation du paramètre de détachement (LoPr).
Avant cela, il convient de s’assurer à l’étape 34 que le paramètre d’attachement ou de détachement que l’on va calculer ou utiliser est significatif, c’est-àdire s’il répond à des conditions spécifiques d’évaluation.
Si le premier critère est appliqué, les conditions spécifiques d’évaluation portent sur le temps de roulage, celui-ci devant être suffisant c’est-à-dire supérieur à un « premier temps de roulage » donné. Pour pouvoir contrôler ce temps de roulage, qui correspond à un nombre de transmissions de contrôle de pression de l’unité-roue, on peut par exemple prévoir un compteur représentant le nombre de transmissions de contrôle de pression de l’unité-roue, compteur qui est incrémenté à chaque transmission.
Si le second critère est appliqué, selon l’indice d’attachement choisi, les conditions spécifiques d’évaluation peuvent porter :
• sur la question de savoir si le véhicule est en mouvement ; dans ce cas, l’étape 34 est inutile (les conditions spécifiques d’évaluation sont bien satisfaites) puisque cette condition a été vérifiée à l’étape 18 et qu’il y a été répondu par l’affirmative, le procédé se poursuit alors systématiquement par l’étape 36, • sur la vitesse du véhicule ou sur l’accélération radiale (par exemple si l’indice d’attachement est une empreinte de contact au sol, valide en dessous de 15 ou 20km/h c’est-à-dire, rapportée à une valeur d’accélération radiale, en dessous de 4g).
Si la réponse à 34 est non, c’est-à-dire s’il faut attendre parce que l’on n’a pas encore atteint les conditions satisfaisant l’évaluation du paramètre/indice utilisé, on retourne à l’étape 16 après avoir déclenché le compteur REC_1 à l’étape 14, s’assurant ainsi que le microcontrôleur sera ultérieurement réveillé pour reprendre les vérifications.
Si la réponse à 34 est oui (les conditions spécifiques d’évaluation sont satisfaites), la vérification de l’état de l’unité-roue doit être poursuivie et on passe à l’étape 36 qui consiste à calculer ou élaborer le paramètre/indice utilisé (par exemple, l’étape 36 consiste actualiser le calcul du paramètre de détachement LoPr ou à élaborer un signal d’accélération radiale). Ensuite, l’étape 38 consiste, soit à comparer le paramètre de détachement LoPr au seuil nominal de détachement THLopr, soit à rechercher, dans le signal d’accélération radiale, une forme représentative de l’état attaché.
Si le paramètre de détachement a atteint le seuil nominal de détachement durant le premier temps de roulage tLopr (voir figure 3, courbe 51) ou si l’indice d’attachement n’est pas détecté (voir figures 5 et 7), l’unité-roue est considérée comme n’étant pas correctement remise en place et on passe à une étape 44 de réinitialisation du drapeau Po puis à l’étape 14 précédemment décrite (déclenchement du compteur REC_1).
Si le paramètre de détachement n’a pas atteint le seuil nominal de détachement durant le premier temps de roulage (voir figure 3, courbe 52) ou si l’indice d’attachement est détecté (voir figures 4 et 6), on considère que l’unité-roue a été correctement replacée et que rien ne s’oppose à sa remise en service, et le module de remise en service 2e exécute l’étape 40 qui consiste, d’une part, à modifier l’état de l’unité-roue, c’est-à-dire à changer la valeur du drapeau d’état pour que celui-ci indique un état opérationnel. D’autre part, toujours à l’étape 40, le drapeau Po est réinitialisé, c’est-àdire remis à 0 pour indiquer qu’aucune pression inférieure ou égale à la pression atmosphérique de référence n’a été mesurée, aux fins d’une prochaine vérification si l’unité-roue se détache à nouveau. Le procédé de remise en état se termine ainsi en 42.
Concernant l’indice d’attachement, les figures 4 et 5 illustrent le cas d’une unité-roue fixée sur la valve du pneu ou la jante de la roue. Lorsque l’unité-roue est correctement fixée (figure 4), le signal construit à partir des mesures d’accélération radiale effectuées par l’accéléromètre 7a-7d lorsque le véhicule est en mouvement présente la forme d’une sinusoïde dont l’amplitude est de l’ordre de 1 g et dont la période T360« correspond à un tour de la roue. Lorsque l’unité-roue est détachée (figure 5), on ne retrouve pas cette forme caractéristique de sinusoïde.
Les figures 6 et 7 illustrent le cas d’une unité-roue fixée à l’intérieur de la bande de roulement. Lorsque l’unité-roue est correctement fixée (figure 6), le signal construit à partir des mesures d’accélération radiale effectuées par l’accéléromètre 7a-7d lorsque le véhicule roule à moins de 20 km/h présente une forme sensiblement périodique avec des creux de largeur TFTP caractéristique de l’empreinte de la roue au sol et une période T360» correspondant à un tour de la roue, ayant un rapport TFTp/T360» compris entre 4 % et 10 %. Lorsque l’unité-roue est détachée (figure 7), on ne retrouve pas cette forme caractéristique.
Au sortir de l’étape 28, si la réponse est non, c’est-à-dire si aucune pression inférieure à la pression atmosphérique de référence n’a été mesurée, optionnellement, des données de diagnostic DIAG DATA sont mesurées et enregistrées à l’étape 30 pour être transmises, à l’étape 32, à l’unité centrale 2 aux fins de calcul d’au moins un niveau de dommages. L’étape 32 comprend également le déclenchement du compteur REC_1 (contrairement au diagnostic, cette action n’est pas optionnelle), qui fixe un rendez-vous pour la prochaine récurrence attendue à l’étape 16.
Concernant les divers compteurs de l’unité-roue, on notera que REC_3 est rapide car il correspond au moment où l’unité roue observe que la pression est proche de la pression atmosphérique, donc au moment où le pneu est vraisemblablement démonté et où l’opérateur va inspecter l’unité-roue et va décider de sa réinstallation ou non. La boucle doit alors être effectuée rapidement pour pouvoir fournir un diagnostic à l’opérateur.
REC_2 correspond au moment où la voiture est arrêtée mais le pneu n’a pas 5 encore été démonté. On peut envisager le cas où l’opérateur effectue un diagnostic avant de démonter le pneu. II convient donc que le rapport de diagnostic, sans être aussi rapide que dans le cas où le pneu est déjà démonté, doive lui parvenir assez vite. La récurrence de la boucle est intermédiaire.
Enfin REC_1 correspond au cas où l’unité-roue est dans son pneu et le 10 véhicule toujours roulant. II s’agit de faire un rapport de principe, par exemple s’il est prévu que le diagnostic soit effectué ou consolidé par l’unité centrale (pour être ensuite communiqué à un opérateur qui démonterait la roue et brancherait un outil de diagnostic à l’unité centrale). Le véhicule étant roulant, il n’y a pas d’urgence immédiate à obtenir les informations de diagnostic, et la récurrence de la boucle peut être plus lente.
L’invention peut faire l’objet de nombreuses variantes dès lors qu’elles restent dans le cadre des revendications annexées.
Claims (12)
- REVENDICATIONS1. Système TPMS de contrôle de la pression des pneus d’un véhicule automobile, le système TPMS comprenant une unité centrale (2) et des unitésroue (3a-3d), • chaque unité-roue (3a-3d) comprenant un capteur de pression (5a-5d) et un émetteur (4a-4d) pour permettre des transmissions de l’unité-roue à l’unité centrale, dites transmissions de contrôle de pression, intervenant à une première fréquence et comprenant chacune des mesures de pression du pneu et des mesures utilisées pour calculer un paramètre de détachement (LoPr) pour l’unitéroue, • le système TPMS (2, 3a-3d) comprenant un module de test (2d) configuré pour déterminer si chaque unité-roue est dans un état détaché ou dans un état opérationnel, l’unité-roue étant déclarée détachée si le paramètre de détachement (LoPr) est supérieur ou égal à un seuil nominal de détachement (THLopr) prédéterminé, le système TPMS étant caractérisé en ce qu’il comprend de plus un module de remise en service (2e) configuré pour, lorsqu’une unité-roue a été détectée comme étant à l’état détaché, basculer l’état de l’unité roue de l’état détaché à l’état opérationnel si et seulement si les deux conditions suivantes sont remplies :• une première condition selon laquelle, depuis que l’unité-roue est déclarée détachée, une pression inférieure ou égale à une pression atmosphérique de référence a été mesurée alors que le véhicule était à l’arrêt, • une deuxième condition selon laquelle, après cet arrêt, au moins l’un des deux critères suivants est vérifié :- le paramètre de détachement (LoPr) n’a pas atteint le seuil de détachement nominal (THLopr) dans un premier temps de roulage (tLopr) ;- un indice d’attachement est détecté dans des conditions spécifiques d’évaluation, l’indice d’attachement étant le fait qu’un signal de mesure de l’unité-roue présente une forme particulière représentative d’un état attaché de l’unité-roue.
- 2. Système TPMS selon la revendication 1, dans lequel chaque unité-roue comprend un accéléromètre radial (7a-7d), caractérisé en ce que le paramètre de détachement (LoPr) pour chaque unité-roue (3a-3d) est le pourcentage d’accélérations radiales négatives mesurées, calculé sur une fenêtre glissante de mesures d’accélération radiale à partir d’une dernière mesure d’accélération radiale.
- 3. Système TPMS selon la revendication 1 ou 2, dans lequel chaque unité-roue comprend un accéléromètre radial (7a-7d) et est fixée sur une jante ou sur une valve d’un pneu, caractérisé en ce que :• le signal de mesure utilisé pour évaluer l’indice d’attachement est un signal d’accélération radiale résultant de mesures effectuées par l’accéléromètre radial (7a-7d) ;• la forme particulière représentative de l’état attaché est une sinusoïde d’amplitude comprise entre 0,7 g et 1,3 g ;• et les conditions spécifiques d’évaluation sont que le véhicule est en mouvement.
- 4. Système TPMS selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel chaque unité-roue comprend un accéléromètre radial (7a-7d) et est fixée à l’intérieur d’une bande de roulement d’un pneu, caractérisé en ce que :• le signal de mesure utilisé pour évaluer l’indice d’attachement est un signal d’accélération radiale résultant de mesures effectuées par l’accéléromètre radial (7a-7d), • la forme particulière représentative de l’état attaché est la présence sensiblement périodique de creux correspondant à l’empreinte du pneu au sol, lesquels creux ont une largeur maximale TFTP et une périodicité T360° présentant un rapport TFTF / T360» compris entre 4 % et 10 %, • et les conditions spécifiques d’évaluation sont que l’accélération radiale est inférieure ou égale à 4 g.
- 5. Système TPMS selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il comprend, pour chaque unité-roue (3a-3d) :• un drapeau d’état permettant d’enregistrer l’état détaché ou l’état opérationnel de l’unité-roue.• un drapeau de pression Po permettant d’enregistrer une information selon laquelle une pression inférieure ou égale à une pression atmosphérique de référence a été mesurée par l’unité-roue.
- 6. Système TPMS selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il comprend de plus un module de diagnostic (2f) configuré pour :• calculer un ou plusieurs niveau(x) de dommages subis par une unité-roue déclarée détachée, choisi(s) parmi : un temps de roulage cumulé écoulé depuis que l’unité-roue est déclarée détachée ; un nombre de chocs de forte intensité enregistrés pour l’unité-roue depuis qu’elle est déclarée détachée, un choc de forte intensité étant défini par une dérivée d’ordre 3 de la position de l’unité-roue supérieure ou égale, en valeur absolue, à 500 g/ms ;• comparer chaque niveau de dommages calculé à un seuil de dommages prédéterminé correspondant.
- 7. Système TPMS selon la revendication 6, caractérisé en ce que le module de remise en service (2e) du système TPMS est par ailleurs configuré pour, lorsqu’une unitéroue a été détectée comme étant à l’état détaché, basculer l’état de l’unité roue de l’état détaché à l’état opérationnel si et seulement si, outre la première condition et la deuxième condition, une troisième condition est aussi remplie, la troisième condition étant que chaque niveau de dommages calculé est inférieur ou égal au seuil de dommages correspondant.
- 8. Système selon l’une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le module de diagnostic (2f) est configuré pour, de plus, modifier commander une modification de l’échantillonnage de l’accélération d’une unité-roue déclarée détachée de façon à augmenter une fréquence des mesures d’accélération radiale de l’unité-roue détachée dès lors que le véhicule est en mouvement.
- 9. Système TPMS selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que :• chaque unité-roue (3a-3d) comprend au moins trois compteurs (REC_1, REC_2, REC_3) pour la synchronisation des opérations d’un microcontrôleur (6a-6d) de l’unité-roue, ces compteurs imposant des récurrences différentes, • le module de remise en service (2e) est configuré pour :- déclencher le compteur imposant la récurrence la plus lente (REC_1) lorsque, l’unité-roue ayant été déclarée détachée, le véhicule est en mouvement et aucune pression inférieure ou égale à la pression atmosphérique de référence n’a été mesurée,- déclencher le compteur imposant la récurrence la plus rapide (REC_3) lorsque, l’unité-roue ayant été déclarée détachée, le véhicule n’est pas en mouvement et une pression inférieure ou égale à la pression atmosphérique de référence a été mesurée,- déclencher le compteur imposant une récurrence intermédiaire (REC_2) lorsque, l’unité-roue ayant été déclarée détachée, le véhicule n’est pas en mouvement et aucune pression inférieure ou égale à la pression atmosphérique de référence n’a été mesurée.
- 10. Système TPMS selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pression atmosphérique de référence est égale à 1,1 bar.
- 11. Procédé de remise en service d’une unité-roue préalablement déclarée détachée, dans un système TPMS de contrôle de la pression des pneus d’un véhicule automobile comprenant des unités-roues (3a-3d) qui peuvent être dans un état opérationnel ou dans un état détaché, une unité-roue étant déclarée détachée lorsqu’un paramètre de détachement (LoPr) est supérieur ou égal à un seuil nominal de détachement (THLopr ) prédéterminé, • caractérisé en ce que l’état de l’unité roue préalablement déclarée détachée est basculé de l’état détaché à l’état opérationnel si et seulement si les deux conditions suivantes sont remplies :• une première condition selon laquelle, depuis que l’unité-roue est déclarée détachée, une pression inférieure ou égale à une pression atmosphérique de référence a été mesurée par l’unité-roue alors que le véhicule était à l’arrêt, • une deuxième condition selon laquelle, après cet arrêt, au moins l’un des deux critères suivants est vérifié :- le paramètre de détachement (LoPr) n’a pas atteint le seuil de détachement nominal (THLopr) dans un premier temps de roulage (tLopr) ;- un indice d’attachement est détecté dans des conditions spécifiques d’évaluation, l’indice d’attachement étant le fait qu’un signal de mesure de l’unité-roue présente une forme particulière représentative d’un état attaché de l’unité-roue.
- 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que chaque unité-roue comprend un accéléromètre radial (7a-7d) et en ce que le signal de mesure utilisé pour évaluer l’indice d’attachement est un signal d’accélération radiale résultant de mesures effectuées par cet accéléromètre radial.1/5TS CD M_ CM CM CM2/53/5
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