CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH (Vahrenwalder Straße 9, Hannover, 30165, DE)
VASSILIEFF, Youri (8 rue Comenges, Toulouse, F-31400, FR)
| REVENDICATIONS 1 ] Procédé de détermination d'un angle de pivotement (a) d'une unité roue (12) montée sur une valve de gonflage (10) de type "snap-in", la dite valve étant placée sur une roue de véhicule automobile, le dit procédé comportant les phases suivantes: - 1ère phase: - observation d'une courbe C représentative de l'influence de la gravité sur l'accélération radiale Ames d'une roue du véhicule sur un axe de sensibilité Y' lié à l'unité roue et non parallèle à l'axe de rotation de la roue, par analyse spectrale de la courbe de gravité à une fréquence Fs d'échantillonnage supérieure à une vitesse de rotation supposée ω de la roue, - 2ème phase: - déduction d'une vitesse de rotation réelle ω de la roue et, - 3ème phase: - détermination de l'angle a de pivotement selon la formule cosor =— ou est |a vjtesse angulaire réelle 2 x R déduite de l'observation de la courbe, Ames est une valeur moyenne de l'accélération radiale mesurée, et R est un rayon normalisé de la roue. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'analyse spectrale est une analyse dite "au fil de l'eau" de la courbe C supposée sinusoïdale, par identification entre un échantillonnage discret de la valeur de l'accélération et une expression formelle de la dite courbe, avec une adaptation en continue de la fréquence d'échantillonnage. 3. Procédé de détermination d'un angle de pivotement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : 1 a) mesure d'une accélération radiale Ames de la roue à une fréquence 16 x c n Fs = d'échantillonnage prédéterminée, avec ω0 vitesse de rotation 2 χ π supposée de la roue, 1 b) filtrage et détermination d'une première courbe C sinusoïdale représentative des variations de l'accélération radiale échantillonnée à l'étape 1 a), en fonction de la rotation de la roue, en éliminant les bruits et en centrant cette courbe sur l'origine, 1 c) détermination d'une surface Si de cette première courbe sinusoïdale C et d'une surface S2 d'une seconde courbe sinusoïdale représentant l'intégrale de la première courbe sinusoïdale, - 2a) détermination d'une vitesse de rotation ωι de la roue en formant le rapport de ces deux surfaces selon la formule— L = ω, , - 2b) vérification que la vitesse de rotation α>ι ainsi déterminée correspond bien à la fréquence d'échantillonnage Fs de l'étape 1 a) et: 3a) dans ce cas détermination de l'angle de pivotement a après détermination d'une valeur moyenne de l'accélération radiale Ames selon la relation: cosor =— Ji^- ou œ 2 R nes est 'a valeur moyenne de l'accélération radiale, ah est la vitesse réelle de rotation de la roue déterminée à l'étape d et R est un rayon normalisé de cette roue et, 3b) dans le cas contraire répétition des étapes 1 a) à 2b). 4. Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce que la valeur de la fréquence d'échantillonnage Fs est déterminée de manière itérative en effectuant en boucle les étapes 1 a) à 2b) jusqu'à ce que cette fréquence Fs corresponde à la valeur de la vitesse de rotation calculée à l'étape 2a) du cycle précédent. 5. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la fréquence d'échantillonnage Fs initiale est comprise entre 3x16 et 30x16 Hz. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la fréquence d'échantillonnage Fs est choisie de telle sorte qu'au moins seize mesures de l'accélération soient réalisées par période. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'étape 1 b) est réalisée à l'aide d'un filtre passe bande. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le filtre passe bande est un filtre Butterworth. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que lors de l'étape 3a) la détermination de la valeur moyenne de l'accélération radiale est effectuée en mesurant quatre fois l'accélération radiale par tour de roue pendant quatre à cinq tours de roue consécutifs. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est mis en œuvre si le véhicule se déplace à une vitesse comprise entre 50km/h et 130 km/h, sans variation significative de vitesse pendant la prise de mesure. 1 1. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le calcul de l'angle de pivotement a est effectué si la roue a été préalablement soumise à une accélération de 200g ou plus. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la valeur du diamètre R de la roue est normalisée à 40,64 cm (16 pouces). |
La présente invention concerne un procédé de détermination de l'angle de pivotement d'une unité roue appartenant à un système de surveillance de la pression des pneus. Plus particulièrement cette unité roue est solidarisée à une valve de gonflage de type "snap-in" montée sur un véhicule automobile.
II est déjà connu de surveiller la pression régnant à l'intérieur des pneumatiques d'un véhicule pendant son déplacement. A cet effet une unité roue contenant notamment un capteur de mesure de la pression est placée à l'intérieur du pneumatique et une unité centrale est placée dans le véhicule. L'unité roue et l'unité centrale dialoguent entres elles, sans fil, grâce à des émetteurs / récepteur radiofréquence.
Il existe différents types de fixation d'unités roues à une jante de véhicule. Certaines unités roues sont fixées sur une valve de gonflage métallique par vissage. D'autres sont fixées sur une valve de gonflage en caoutchouc de type "snap in" par emmanchement en force. D'autres encore sont fixées sur la jante à l'intérieur du pneu ou sur le caoutchouc du pneu lui-même.
La présente invention concerne plus particulièrement les valves de gonflages de type "snap-in". Ces valves sont solidarisées à la jante par déformation en force du caoutchouc qui les constitue lors de leur introduction dans un orifice prévu à cet effet dans la jante. Ces valves de gonflage (connues en soi) sont adaptées pour permettre le gonflage du pneu. Dans le cas de systèmes de surveillance de la pression des pneus ces valves sont, en outre, adaptées pour supporter une unité roue contenant notamment au moins des capteurs de température et de pression, un accéléromètre (et/ou un capteur de chocs), un micro processeur, une mémoire, une batterie, un dispositif d'émission RF (radio fréquence) et de réception LF (basse fréquence).
De telles unités roues solidarisées à des valves "snap in" donnent généralement satisfaction. Cependant le poids de ces unités roue, fixées à l'extrémité de la valve "snap-in", a tendance lorsque le véhicule se déplace à haute vitesse à faire pivoter l'unité roue autour de l'axe de l'orifice réalisé dans la jante. Les contraintes géométriques rendent ce comportement inévitable. En effet, il n'est pas possible de monter les valves en position stable dés le départ. Cela n'entraine pas de fuite d'air vers l'extérieur du pneumatique, mais ce pivotement entraine un désaxement de l'axe de mesure de l'accéléromètre contenu dans l'unité roue par rapport à la direction radiale du pneu. Or les unités roues sont initialement positionnées de telle sorte que l'accéléromètre (ou le capteur de chocs) qu'elles renferment puisse mesurer l'accélération radiale du pneu. De ce fait les mesures réalisées par l'accéléromètre (et/ou le capteur de chocs) lorsque l'unité roue a pivoté, ne sont plus directement des mesures de l'accélération radiale de la roue mais uniquement des mesures de la projection de cette accélération radiale sur l'axe de mesure. Dans certains cas (pivotement de l'unité roue de 90° par rapport à sa position initiale) l'accéléromètre devient même incapable de mesurer l'accélération et ne peut plus détecter si le véhicule est en mouvement ou pas.
En outre quand les mesures d'accélération effectuées sont utilisées pour déterminer la vitesse angulaire de la roue, la détermination de cette vitesse de rotation est erronée. En effet il faudrait pour la mesurer connaître l'angle de pivotement pris pas l'unité roue. A ce jour il n'existe pas de moyen de mesure de cet angle de pivotement. En outre cet angle de pivotement est variable (même s'il a tendance à prendre une valeur stable au bout d'un certain temps de roulage, elle n'est pas immédiatement atteinte). Il faut donc être capable de mesurer cet angle de pivotement lors de chaque démarrage du véhicule, ou lors de brusques accélérations. Ce sont en effet ces brusques accélérations qui risquent de faire pivoter l'unité roue. Le problème ici reste qu'il n'est pas possible de prévoir ni le moment exact où l'unité roue va pivoter ni son degré de pivotement. Tout dépend de l'accélération à laquelle est soumise l'unité roue, mais aussi du serrage du corps de valve "snap in" dans l'orifice de jante et de la qualité et de la quantité de lubrifiant éventuellement utilisé au niveau du corps de la valve lors de sa mise en place dans l'orifice de la jante.
En raison du pivotement de l'unité roue si l'on désire que celle-ci émette des messages radiofréquence lorsqu'elle se trouve à une (ou plusieurs) position(s) angulaire(s) définie(s), il n'est alors plus possible d'assurer que les émissions sont bien réalisées dans les positions prédéterminées. En effet la connaissance de la vitesse de rotation de la roue est nécessaire pour déterminer les positions d'émission à angles fixes. Or lorsque l'unité roue pivote autour de l'axe de l'orifice de la jante cette vitesse angulaire ne peut être déterminée avec la précision requise. Cette émission à angles fixes de l'unité roue est plus particulièrement utilisée pour localiser les unités roues sur le véhicule par un procédé dit de localisation sur synchronisation (LocSync). De tels procédés sont plus particulièrement décrits dans les brevets DE 197 34 323 et DE 199 21 413.
Pour pallier cet inconvénient on évite de monter des unités roues fixées à des valves "snap-in" sur les véhicules susceptibles de se déplacer à grande vitesse. De ce fait on utilise sur ces véhicules des valves métalliques bien plus onéreuses à fabriquer.
Un autre moyen de pallier cet inconvénient consiste à munir l'unité roue d'ailettes ou de moyens lui interdisant de pivoter sur elle même dans l'orifice de la jante, en la bloquant en rotation. Cependant tous ces moyens de blocage additionnels sont onéreux et complexes à réaliser. En outre lors du démontage du pneu il y a de fortes chances pour que l'on casse ces moyens de blocage ce qui oblige alors à changer l'unité roue du système de surveillance de la pression à chaque changement de pneumatique.
La présente invention a pour but de pallier l'ensemble de ces inconvénients et propose à cet effet un procédé de détermination de l'angle de pivotement d'une unité roue montée sur une valve de gonflage de type "snap-in". Selon l'invention ce procédé comporte les phases suivantes:
- 1 ère phase:
- observation d'une courbe représentative de l'influence de la gravité sur l'accélération radiale A MES d'une roue du véhicule sur un axe de sensibilité lié à l'unité roue et non parallèle à l'axe de rotation de la roue, par analyse spectrale de la courbe de gravité à une fréquence F s d'échantillonnage supérieure à la vitesse de rotation supposée ω de la roue,
- 2 ème phase:
- déduction d'une vitesse angulaire réelle ω de la roue et,
- 3 ème phase:
- détermination de l'angle a de pivotement selon la formule
A
COSÛT =— ·≡— 0 Ù ω est la vitesse angulaire réelle
Ù) 2 X R
déduite de l'observation de la courbe, A MES est une valeur moyenne de l'accélération radiale mesurée, et R est un rayon normalisé de la roue.
Ainsi une analyse spectrale de la courbe de gravité permet de déterminer la vitesse de rotation de la roue et d'en déduire par une formule relativement simple l'angle de pivotement.
Avantageusement, l'analyse spectrale est une analyse dite "au fil de l'eau" de la courbe C supposée sinusoïdale, par identification (c'est à dire en considérant que les courbes sont identiques) entre un échantillonnage discret de la valeur de l'accélération et une expression formelle de la dite courbe, avec une adaptation en continue de la fréquence d'échantillonnage. Cette adaptation est réalisée de telle sorte que l'identification entre la courbe échantillonnée et la courbe formelle reste possible (c'est à dire en faisant en sorte que l'erreur reste petite et que l'on obtienne une convergence vers la vitesse de rotation réelle de la roue).
En effet, le principe de calcul utilisé ici repose sur l'identification entre l'intégration discrète du signal (de type somme des échantillons) et l'expression de l'intégration continue de la formule que le signal est réputé épouser. La projection de la gravité sur l'axe de l'accéléromètre est réputée épouser une sinusoïde lors d'une rotation constante (vitesse véhicule constante). Or l'intégration formelle d'une sinusoïde fait ressortir sa pulsation ω. Il convient alors d'isoler cette pulsation co, en réalisant (par exemple) des rapports de surface.
Cependant cette identification n'est valable que si la fréquence d'échantillonnage reste grande devant co. D'où l'idée de remettre à jour cette fréquence d'échantillonnage en permanence en fonction de chaque valeur co obtenue.
C'est ce rebouclage adaptatif qui garantit d'une part la convergence de l'algorithme et, d'autre part, qui limite l'erreur d'approximation générée par l'identification. C'est aussi cette adaptation de la fréquence qui permet à de petits microcontrôleurs, de type de ceux utilisés dans les capteurs de pression pneu, d'héberger l'algorithme. En effet si la fréquence était trop basse alors la convergence ne serait pas assurée, mais si elle était trop haute, la dynamique ne serait plus suffisante : de trop petits incréments de temps ou de signal impliqueraient de trop grandes erreurs de discrétisation.
Plus particulièrement le présent procédé comporte les étapes suivantes:
1 a) mesure d'une accélération radiale A mes de la roue à une fréquence
F s = ω ° d'échantillonnage prédéterminée, avec ω 0 vitesse de rotation
2 x π
supposée de la roue,
1 b) filtrage et détermination d'une première courbe sinusoïdale représentative des variations de l'accélération radiale échantillonnée à l'étape 1 a), en fonction de la rotation de la roue, en éliminant les bruits et en centrant cette courbe sur l'origine, 1c) détermination d'une surface Si de cette première courbe sinusoïdale et d'une surface S 2 d'une seconde courbe sinusoïdale représentant l'intégrale de la première courbe sinusoïdale,
- 2a) détermination d'une vitesse de rotation de la roue en formant le rapport de ces deux surfaces selon la formule— = <y, ,
S 2
- 2b) vérification que la vitesse de rotation an ainsi déterminée correspond bien à la fréquence d'échantillonnage F s de l'étape 1 a) et:
3a) dans ce cas détermination de l'angle de pivotement a après détermination d'une valeur moyenne de l'accélération radiale A mes selon la relation:
cosa =— ^ 2 ^— où
A mes est la valeur moyenne de l'accélération radiale, OH est la vitesse réelle de rotation de la roue déterminée à l'étape 2a et R est un rayon normalisé de cette roue et
3b) dans le cas contraire répétition des étapes 1 a) à 2b).
Ainsi l'invention permet de déterminer la vitesse de rotation ω de la roue en s'affranchissant de l'angle de pivotement de l'unité roue. Cette détermination permet d'effectuer ensuite des mesures de l'accélération à une fréquence d'échantillonnage adéquate et ainsi déterminer l'angle a en appliquant la formulecosor =
On notera en outre que l'utilisation d'un filtre Butterworth passe bande permet de centrer et d'éliminer le bruit lié aux mesures de l'accélération à la fréquence d'échantillonnage F s . Le rapport des surfaces de la première courbe sinusoïdale et de la seconde courbe sinusoïdale permet de déterminer directement la vitesse de rotation ω, ces deux courbes étant déduites l'une de l'autre. Ce rapport des surfaces correspond en fait au rapport de l'intégrale de la première courbe sinusoïdale sur la double intégrale de cette même courbe.
L'invention permet donc de déterminer (de manière relativement simple et surtout sans nécessiter de processeur de calcul très puissant), l'angle de pivotement de l'unité roue par rapport à sa position initiale.
Avantageusement la présente invention est mise en œuvre uniquement lorsque le véhicule s'est antérieurement déplacé à une vitesse suffisante pour provoquer une accélération radiale de 200g ou plus qui risque de provoquer la rotation de l'unité roue par rapport à l'axe de l'orifice de la jante.
La détermination de la valeur moyenne de l'accélération radiale nécessaire pour la détermination de l'angle de pivotement a n'est effectuée que si le véhicule se déplace à vitesse stabilisée entre 50 et 130 km/h. De ce fait la détermination de l'angle de pivotement n'est effectuée qu'en temps utile et non en continu ce qui permet d'économiser la batterie de l'unité roue. Bien entendu, si l'on ne recherche pas à économiser l'énergie cette détermination de l'angle de pivotement peut être réalisée de manière périodique ou continue.
La détermination de l'angle de pivotement de l'unité roue permet ainsi de localiser les unités roues du véhicule en permettant à l'unité roue d'émettre des messages en direction de l'unité centrale qui lui est associée à angles fixes.
Avantageusement encore l'invention permet d'équiper tout véhicule de valve de gonflage de type "snap-in" (munies de leurs unités roues) quelle que soit la vitesse à laquelle ces véhicules sont susceptibles de se déplacer. Cela permet de réduire le cout du système de surveillance de la pression des pneus.
D'autres objets, avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui suit, à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels:
- la figure 1 est une vue schématique illustrant une unité roue montée sur une valve de gonflage de type "snap in" en position correcte de fonctionnement,
- la figure 2 est une vue schématique illustrant une valve de type "snap-in" associée à une unité roue ayant pivotée autour de l'axe de l'orifice de la jante,
- la figure 3 est un diagramme illustrant les différentes étapes du procédé selon l'invention, et
- la figure 4 est une vue schématique représentant les variations de l'accélération radiale de la roue en fonction du temps.
Selon la forme de réalisation représentée aux figures 1 et 2 une valve de gonflage 10 dite de type "snap in" est associée à une unité roue 12. De manière connue et non décrite en détail ici, cette valve de gonflage est destinée à être mise en place dans une jante (non représentée) de roue (non représentée) de véhicule de sorte à permettre le gonflage / dégonflage d'un pneumatique (non représenté) associé à cette jante.
La valve de gonflage 10 est réalisée en un matériau élastique (par exemple en caoutchouc) et présente globalement un corps cylindrique 13 présentant deux extrémités dite externe 14 et interne 15.
L'extrémité interne 15 (destinée à être positionnée à l'intérieur du pneumatique) présente une tête 19 sur laquelle l'unité roue 12 est fixée. L'unité roue ainsi montée est solidaire en rotation de la valve de gonflage 10.
L'extrémité externe 14 de la valve (destinée à être accessible de l'extérieur du pneu) porte un capuchon 17 d'obturation d'un conduit de gonflage (non représenté, connu en soi) traversant de part en part le corps de la valve de gonflage.
La mise en place de la valve "snap in" dans l'orifice de la jante est effectuée de manière connue par emmanchement en force du corps de valve dans l'orifice de la jante. Le caoutchouc constituant le corps de la valve de gonflage est adapté pour s'étirer lors de son passage dans l'orifice de la jante (de manière connue en soi) et pour reprendre sa forme initiale lorsque le pourtour de l'orifice de la jante est inséré dans une gorge 18 ménagée entre le corps de la valve et son extrémité interne 15. Ainsi mise en place, la valve de gonflage permet (après retrait de son capuchon 17), de gonfler / dégonfler le pneumatique. Bien entendu un système de clapet anti retour (non représenté et connu en soi) évite toute fuite d'air vers l'extérieur du pneumatique.
Il est à noter que très souvent (mais pas obligatoirement) pour faciliter la mise en place de la valve 10 dans l'orifice de la jante on lubrifie le corps de la valve, avant sa mise en place.
L'unité roue 12 est un boîtier de forme globalement parallélépipédique contenant une pluralité de composants électroniques. Cette unité roue comporte ainsi au moins:
des capteurs de température et de pression,
un accéléromètre (et/ou un capteur de chocs),
- un micro processeur,
une mémoire,
une batterie,
- un dispositif d'émission RF (radio fréquence) et
un dispositif de réception LF (basse fréquence).
Aucun de ces éléments n'est représenté car ils sont connus en eux, et non utiles à la compréhension de la présente invention.
L'unité roue est destinée à surveiller au moins la pression et la température régnant à l'intérieur du pneu et à émettre un message d'alerte vers une unité centrale (non représentée) montée dans le véhicule, pour avertir le conducteur de toutes anomalies détectées dans un pneumatique du véhicule.
L'unité centrale et l'unité roue constituent un système de surveillance de la pression des pneus, connu en soi.
L'axe de l'orifice de la jante dans laquelle la valve est montée est repéré X sur les dessins.
Lorsque la roue sur laquelle est montée l'unité roue est entraînée en rotation à forte vitesse (soumettant la roue à une accélération de l'ordre de 200g ou plus), le poids de l'unité roue entraine la valve de gonflage en rotation autour de l'axe X. En fait, la valve ne réalise généralement pas plusieurs tours sur elle même, mais pivote autour de l'axe X avant de se bloquer dans une position stable. On s'est rendu compte que le pivotement de l'unité roue pouvait avoir lieu dans le sens horaire ou dans le sens anti horaire. En outre l'angle de pivotement n'est pas strictement défini, chaque unité roue pouvant trouver une position stable qui lui est propre.
Cependant comme le montre la figure 1 , l'accéléromètre monté dans l'unité roue présente un axe de mesure Y, lui permettant lorsque l'unité roue est initialement mise en place (sans pivotement - figure 1 ) de mesurer directement l'accélération radiale A rad de la roue.
Lorsque l'unité roue pivote autour de l'axe X (figure 2) selon le sens de la flèche P (par exemple), dans ce cas l'accéléromètre monté dans cette unité roue pivote avec elle et la nouvelle direction de mesure Y' de l'accéléromètre n'est plus la direction radiale Y de la roue, mais une direction s'en écartant d'un angle a. De ce fait la mesure de l'accélération A mes selon l'axe Y' (du au pivotement de l'unité roue d'un angle a) est uniquement la projection de l'accélération radiale sur l'axe Y' et non plus directement l'accélération radiale. La mesure effectuée doit donc être corrigée pour tenir compte du pivotement. Mais pour la corriger, il convient, bien sûr, de connaître la valeur de l'angle de pivotement a.
A ce jour aucune méthode ne permet de déterminer de manière automatique cet angle. La présente invention propose une solution pour déterminer automatiquement cet angle a.
Le procédé de détermination de l'angle de pivotement n'est mis en œuvre que si le véhicule se déplace à une vitesse stabilisée comprise entre 50 et 130 km/h sans variation significative de vitesse pendant la prise de mesure (4 tours de roue typiquement). Cela permet de déterminer l'angle de pivotement uniquement lorsque cet angle est stable dans une position, sinon sa détermination serait inutile.
Le procédé de détermination de l'angle a de pivotement n'est en outre mis en œuvre que si le véhicule a été soumis auparavant à des forces d'accélérations supérieures à 200g. En effet ce sont de telles accélérations qui risquent de provoquer le pivotement de l'unité roue autour de l'axe X de l'orifice de la jante. Si le véhicule n'a pas subit de telles accélérations il est inutile de déterminer l'angle de pivotement puisque celui-ci n'aura vraisemblablement pas évolué depuis la dernière détermination.
Selon l'invention le procédé de détermination de l'angle de pivotement (a) d'une unité roue montée sur une valve de gonflage de type "snap-in" montée sur une roue de véhicule automobile de diamètre R, comporte trois grandes phases (figure 3).
La première phase consiste à observer la courbe représentative C de l'influence de la gravité sur l'accélération radiale A mes d'une roue du véhicule sur un axe de sensibilité Y' lié à l'unité roue et non parallèle à l'axe de rotation de la roue, par analyse spectrale de la courbe de gravité à une fréquence F s d'échantillonnage supérieure à la vitesse de rotation supposée ω de la roue. A cet effet (figure 3):
étape 1 a (100) :
On mesure l'accélération de la roue à une fréquence d'échantillonnage
F s = ω ° prédéterminée. Dans cette formule, ω 0 est une vitesse de
2 χ π
rotation initiale (supposée) de la roue. Cette vitesse de rotation initiale n'est pas la vitesse réelle (sauf rare exception). Plus exactement l'accélération radiale mesurée est A mes . Il s'agit donc de la projection de l'accélération radiale réelle sur l'axe Y'. Cette mesure est effectuée à une fréquence d'échantillonnage Fs (qui se trouve être supérieure à la vitesse initiale supposée de rotation de la roue ω 0 ). La fréquence de rotation roue est envisagée dans une gamme variant entre 3 et 30 Hz. De ce fait la fréquence d'échantillonnage F s initiale est de préférence comprise entre 3x16 et 30x16 Hz. De préférence on mesure l'accélération radiale seize fois par période
(par tour de roue). De ce fait en appliquant la formule F s = ^ x 6) ° s on fj xe
2 X 7T
la fréquence d'échantillonnage cela fixe également une première valeur ω 0 comme vitesse de rotation initiale supposée de la roue.
étape 1 b (200):
On filtre ensuite les mesures d'accélération A mes et l'on détermine une première courbe sinusoïdale C (figure 4) représentative des variations de l'accélération mesurées (dues à la gravité) échantillonnée à l'étape 1 a), en fonction du temps (t). On élimine les bruits et on centre cette courbe sur l'origine. Pour éliminer les bruits et centrer la courbe on utilise notamment un filtre de Butterworth (ou un filtre passe bande). On obtient alors la courbe C dont l'équation est de type ( a sin a> 0 t + a ) et est représentée à la figure 4. La période T de cette courbe sinusoïdale correspond à un tour de roue. étape 1 c (300): On détermine ensuite la surface Si de cette première courbe sinusoïdale C et on détermine également la surface S 2 d'une seconde courbe sinusoïdale représentant l'intégrale de la première courbe sinusoïdale,
Ainsi on a :
où a est un coefficient de correction, ω 0 est la vitesse de rotation initiale supposée de la roue, t est le temps et a est l'angle de pivotement.
S 2 est la surface de l'intégrale de la première courbe C. C'est à dire la double intégrale de la courbe C.
Ainsi on a :
La seconde phase du procédé selon l'invention consiste à calculer la vitesse angulaire réelle ω-ι de la roue. A cet effet on réalise les étapes suivantes:
étape 2a (400):
On détermine ensuite la vitesse de rotation réelle «M de la roue en formant le rapport de ces deux surfaces selon la formule -^- « ω, à condition que l
l'intégrale s'opère sur un nombre entier de périodes, on utilisera avantageusement un temps d'intégration égal à la période correspondant à
S j]asin(iy 0 t + a)|
On obtient ainsi une valeur de vitesse de rotation de la roue; ω ι indépendante de l'angle de pivotement a.
étape 2b (500):
On compare la vitesse de rotation réelle coi calculée à partir des mesures de l'accélération effectuées à l'étape 1 a) et la vitesse de rotation initiale supposée ω 0 fixée par défaut.
La troisième phase du procédé selon l'invention consiste à déterminer l'angle de pivotement a.
A cet effet on réalise les étapes suivantes:
étape 3a (600):
Si les deux valeurs (ω 0, ω,) sont identiques (c'est à dire si l'on a trouvé la valeur réelle de la vitesse de rotation de la roue) on détermine alors l'angle a selon la formule ci après: COS Û T = 2L____ où
A mcs est la valeur moyenne de l'accélération radiale mesurée, coi est la vitesse de rotation de la roue déterminée à l'étape 2b) et R est un rayon normalisé de cette roue. Ce rayon moyen normalisé est fixé arbitrairement à une valeur de 40,64 cm (soit 16 pouces).
La détermination de la valeur moyenne de l'accélération radiale A mes peut être effectuée en calculant la moyenne de toutes les mesures réalisées dans le cadre de la détermination de toi . Il est particulièrement indiqué de vérifier à ce moment la stabilité de cette accélération moyenne durant les quatre à cinq tours de roue précédents par des contrôles de valeurs minimales et maximales. On se réserve ainsi la possibilité d'invalider le résultat si la stabilité attendue n'a pas été obtenue (elle dépend du comportement du conducteur : par exemple, freinage).
Il est également possible de déterminer la valeur moyenne de l'accélération radiale en mesurant quatre fois l'accélération radiale par tour de roue pendant quatre à cinq tours de roue consécutifs.
Connaissant cos on en déduit la valeur de l'angle a.
étape 3b (500) :
Si à l'étape 2b) (500) on trouve que les vitesses de rotation (ω 0 , ωι) sont différentes l'une de l'autre, alors on recommence les étapes 1 a) à 2b) en prenant comme nouvelle vitesse de rotation initiale OH
En recommençant plusieurs fois ce cycle de détermination de la vitesse de rotation ω^ on converge finalement vers la vitesse réelle de rotation de la roue.
On notera que la valeur de la fréquence d'échantillonnage F s est déterminée de manière itérative en effectuant en boucle les étapes 1 a) à 2b) jusqu'à ce que cette fréquence F s corresponde à la valeur de la vitesse de rotation calculée à l'étape 2a) du cycle précédent.
Dés que l'angle de pivotement est connu, l'unité roue est capable de mesurer exactement l'accélération radiale de la roue sur laquelle elle est montée en corrigeant les valeurs d'accélérations mesurées.
Cette connaissance de l'accélération radiale réelle permet par exemple de faire en sorte que l'unité roue émette des messages en direction de l'unité centrale en respectant des angles fixes d'émission ou encore d'apprendre automatiquement quels ensembles roue/capteur sont montées sur le véhicule par corrélation vitesse roue / vitesse véhicule.
Ainsi le procédé selon l'invention permet par itérations successives de déterminer la vitesse réelle de la roue, puis l'angle de pivotement a. Le procédé de détermination de l'angle de pivotement (a) d'une unité roue montée sur une valve de gonflage 10 de type "snap-in", comporte donc les trois grandes phases suivantes:
• 1 ère phase: observation de la courbe représentative C de l'influence de la gravité sur l'accélération radiale A mes d'une roue du véhicule sur un axe de sensibilité Y' lié à l'unité roue et non parallèle à l'axe de rotation de la roue, par analyse spectrale de la courbe de gravité à une fréquence F s d'échantillonnage supérieure à une vitesse de rotation supposée ω de la roue,
• 2 ème phase: déduction de la vitesse de rotation réelle coi de la roue et, · 3 ème phase: détermination de l'angle a de pivotement selon la formule:
cosa =—
(o 2 x R
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et représentée aux figures 1 à 4. En particulier le moyen d'analyse spectrale utilisé pour observer la courbe C peut être différent de celui décrit sans sortir du cadre de la présente invention.