La présente invention concerne un procédé de supervision de la vitesse d'un véhicule.

Dans un véhicule à deux, trois ou quatre roues (ou plus), un capteur est généralement dédié à la mesure de vitesse. Il s'agit le plus souvent d'un capteur magnétique associé à une roue dentée. Ce dispositif de mesure de vitesse peut être dédié ou bien être partagé avec un système d'antiblocage de roue et/ou d'antipatinage.

Lorsqu'il n'y a qu'un seul capteur de vitesse, partagé par exemple pour la détermination de la vitesse, l'antiblocage de roue et l'antipatinage, il est parfois demandé une redondance de la mesure de la vitesse pour des raisons de sécurité. Cette seconde mesure de vitesse est alors habituellement réalisée à l'aide d'un système GPS qui est maintenant présent sur un grand nombre de véhicules.

L'inconvénient d'un système GPS est qu'il n'est pas accessible partout. Dans les endroits couverts (par exemple tunnels mais aussi parkings souterrains) le signal GPS n'est pas accessible et il n'est alors pas possible d'obtenir une information redondante de la vitesse du véhicule.

Pour des raisons de sécurité, il est préférable d'avoir accès en permanence à une redondance de l'information sur la vitesse du véhicule. Par exemple pour les véhicules deux roues pour lesquels par obligation légale la vitesse doit être limitée, il convient d'avoir deux sources distinctes pour indiquer la vitesse du véhicule. La solution adoptée dans l'état de l'art consiste à dupliquer les systèmes de mesure de vitesse pour avoir deux sources d'information sur la vitesse du véhicule.

Le document KR20140007591 propose un procédé pour corriger l'information sur la vitesse d'un véhicule en comparant des mesures réalisées par un premier capteur avec des mesures réalisées par un second capteur. Un calcul d'erreur est alors réalisé pour permettre de donner au final une vitesse réelle du véhicule par compensation.

La présente invention a alors pour but de fournir un procédé permettant d'avoir une seconde source d'information de vitesse de véhicule sans avoir, d'une part, à mettre en œuvre un nouveau capteur et, d'autre part, accessible en permanence et permettant une supervision de la vitesse d'un véhicule.

Avantageusement, l'invention permettra d'obtenir un haut niveau de redondance.

À cet effet, la présente invention propose un procédé de supervision de la vitesse d'un véhicule, une information redondante de la vitesse du véhicule, ou deuxième information de la vitesse, d'un véhicule dont on connaît une première information de vitesse, ledit véhicule comportant des roues équipées chacune d'un capteur de mesure de la pression du pneumatique correspondant, ledit capteur de pression étant associé à un capteur choisi dans l'ensemble comportant les accéléromètres et les détecteurs de chocs, étant obtenue par un procédé comportant les étapes suivantes :

• mesure du signal fourni par un accéléromètre ou un détecteur de chocs sur au moins un tour de roue,

· détermination d'une vitesse à partir de la mesure du signal précédente et de la connaissance du diamètre de la roue, et

• détermination d'un intervalle de temps jusqu'à la prochaine mesure de vitesse en fonction d'au moins un paramètre, un paramètre de détermination dudit intervalle étant la vitesse déterminée,

ledit procédé de supervision de la vitesse d'un véhicule étant caractérisé en ce qu'un premier critère binaire est défini pour indiquer si la vitesse mesurée est supérieure ou non à une vitesse limite prédéterminée, et en ce qu'une unité électronique du système de surveillance de la pression des pneumatiques intégrant le capteur ayant réalisé la mesure transmet à une unité électronique de contrôle moteur le premier critère binaire dans des conditions prédéterminées.

De manière originale, il est proposé ici de réaliser une mesure de vitesse redondante à l'aide d'au moins un capteur de pression de pneumatique. Ainsi, il n'est pas nécessaire de prévoir un capteur supplémentaire dédié à la fourniture d'une information de vitesse redondante. En outre, l'information donnée par ces capteurs est toujours disponible puisque les capteurs sont implantés sur le véhicule et ne sont pas extérieurs à ce dernier. Cette solution présente aussi l'avantage qu'il y a au moins deux capteurs de pression de pneumatique sur un véhicule ce qui permet d'augmenter la qualité de la mesure de vitesse effectuée et sa fiabilité. À partir des mesures réalisées par les capteurs de pression, l'objectif est de fournir à l'unité électronique de contrôle moteur un statut concernant le dépassement d'une consigne de vitesse donnée par le véhicule. Une application possible est par exemple celle d'un véhicule à deux roues dont la vitesse doit être limitée.

Dans un procédé selon l'invention, l'analyse du signal fourni par l'accéléromètre ou le détecteur de chocs est réalisée de préférence sur au moins deux tours de roue, permettant ainsi de réaliser une première détermination de vitesse, puis une seconde détermination de vitesse, et à partir de là, une accélération peut être déterminée à partir de la différence entre la vitesse déterminée lors de la seconde détermination et celle déterminée lors de la première détermination ainsi que du laps de temps séparant ces deux déterminations de vitesse. Dans cette variante, on prévoit avantageusement qu'un paramètre de détermination de l'intervalle de temps jusqu'à la mesure de vitesse suivante est l'accélération mesurée. Dans un procédé selon l'invention, lorsqu'une vitesse limite est prédéterminée, on prévoit alors avantageusement que la détermination de l'intervalle de temps jusqu'à la mesure de vitesse suivante est faite en fonction de la différence entre la vitesse mesurée et la vitesse limite prédéterminée.

Dans un procédé selon l'invention, on peut aussi prévoir qu'un second critère binaire est défini afin d'indiquer qu'un signal d'alerte doit être émis, ledit second critère binaire étant évalué lorsque le premier critère ne varie pas.

La présente invention concerne en outre :

- un ensemble comportant un système de surveillance de la pression des pneumatiques d'un véhicule comportant au moins un capteur de pression associé à un capteur choisi dans l'ensemble comportant les accéléromètres et les détecteurs de chocs ainsi qu'une unité électronique et une unité électronique de contrôle moteur reliée à l'unité électronique du système de surveillance de la pression des pneumatiques, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour la mise en œuvre de toutes les étapes d'un procédé selon l'invention, et

- un véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble selon l'alinéa précédent.

Des détails et avantages de la présente invention apparaîtront mieux de la description qui suit, faite en référence au dessin schématique annexé sur lequel :

- La figure 1 est une vue schématique de détermination de vitesse à partir de deux sources (capteurs) distinctes,

- La figure 2 est une vue schématique de la détermination d'une vitesse d'un véhicule à partir de capteurs de pression de pneumatique,

- La figure 3 est une vue schématique pour la détermination de la vitesse V TPMS illustrée sur la figure 1 ,

- La figure 4 est une vue schématique de dessus d'une voiture équipée d'un système de mesure de la pression des pneumatiques,

- La figure 5 est une vue schématique en élévation d'une motocyclette équipée d'un système de mesure de la pression des pneumatiques,

- La figure 6 illustre un signal pouvant être utilisé pour déterminer la vitesse et/ou l'accélération d'un véhicule,

- La figure 7 illustre un autre signal pouvant être utilisé pour déterminer la vitesse et/ou l'accélération d'un véhicule,

- La figure 8 est un diagramme illustrant des étapes pour réaliser une mesure de vitesse, et

- La figure 9 est un logigramme pour un procédé de détermination de dépassement d'une vitesse limite. La figure 1 illustre un système de détermination de la vitesse d'un véhicule (automobile, motocyclette, camion, ...) pour lequel deux capteurs distincts et de natures différentes donnent des informations de vitesse à une unité électronique de contrôle moteur ECU (du sigle anglais pour Engine Control Unit). Dans le cas de figure considéré, un capteur magnétique, associé à une roue dentée, est utilisé dans un système électronique ABS/ESC permettant d'éviter un blocage des roues et un patinage de ces dernières. Un tel système électronique doit connaître précisément la vitesse de rotation des roues pour pouvoir anticiper un risque de blocage ou au contraire un patinage. La vitesse mesurée par le système ABS/ESC est une vitesse VABS qui est fournie ensuite à l'unité électronique de contrôle moteur ECU.

En parallèle, un autre système, détermine de son côté la vitesse du véhicule. On a supposé ici qu'il s'agissait d'un véhicule selon la présente invention dans lequel l'autre source pour déterminer la vitesse du véhicule est son système de surveillance de la pression des pneumatiques TPMS (du sigle anglais « Tyre Pressure Measurement System »). Ce système fournit alors à l'unité électronique de contrôle moteur ECU une vitesse VTPMS. À partir de ces deux vitesses VABS et VTPMS, l'unité électronique de contrôle moteur ECU détermine alors une vitesse du véhicule VS.

Un système de surveillance de la pression des pneumatiques TPMS comporte plusieurs capteurs appelés ici TPMS i avec i variant de 1 à N. Chaque capteur TPMS i fournit à une unité électronique TPM ECU (ici, cette appellation provient du signe « Tyre Pressure Measure Electronic Control Unit », soit en français unité de contrôle électronique de la mesure de la pression des pneumatiques) intégrée au système de surveillance de la pression des pneumatiques TPMS des signaux permettant de déterminer une vitesse VS (i). Ces informations de vitesses sont alors transmises à l'unité électronique de contrôle moteur ECU qui détermine à partir de toutes ces données une vitesse du véhicule VS (figure 2).

La figure 4 illustre en vue de dessus un véhicule automobile, une voiture, avec quatre roues, chaque roue étant équipée d'un capteur de pression TPMS i avec i variant donc ici de 1 à 4. Il est proposé sur la figure 4 de former deux groupes de capteurs, un premier groupe G1 avec le capteur de pression de la roue avant gauche et celui de la roue arrière droite et un second groupe G2 avec le capteur de pression de la roue avant droite avec celui de la roue arrière gauche. Comme illustré sur la figure 3, chaque capteur de pression fournit ses signaux à l'unité électronique TPM ECU du système de surveillance de la pression des pneumatiques TPMS. Cette unité détermine alors pour chaque groupe de capteurs de pression G1 et G2 une vitesse VSGI et VSG2 respectivement. À partir de ces deux vitesses, l'unité électronique de contrôle moteur ECU détermine la vitesse VTPMS de la figure 1 . Dans le cas de la motocyclette illustrée sur la figure 5, les groupes de capteurs sont réduits à un seul capteur. Le schéma illustré sur la figure 3 s'applique donc ici aussi.

Un capteur de pression d'un pneumatique comporte un capteur de pression associé, d'une part, à un émetteur de type émetteur RF (pour Radio Fréquence) pour pouvoir transmettre les résultats des mesures effectuées mais aussi, d'autre part, à un autre capteur qui est soit un détecteur de chocs soit un accéléromètre.

La figure 6 illustre schématiquement un signal fourni par un détecteur de chocs d'un capteur de pression d'un pneumatique. Ceci correspond à un capteur de pression destiné à être collé dans le pneumatique, à l'arrière de sa bande de roulement. À chaque fois que la zone de la bande de roulement sur laquelle le capteur est collé se trouve au niveau du sol, un choc est détecté correspondant à la déformation du pneumatique au niveau de la chaussée.

À partir du temps Ti séparant deux chocs successifs, connaissant par ailleurs les dimensions du pneumatique, et donc son diamètre D, l'homme du métier en déduit la vitesse V1 correspondant à la mesure de temps T1 :

V1 = πϋ / Τ1

De même, pour le tour de roue suivant, correspondant à la succession suivante de deux chocs comme illustré en figure 6, on obtient :

V2 = πϋ / T2

À partir de ces deux mesures de vitesse, l'homme du métier sait également déterminer une accélération A. On a alors :

A = dV/dT = f (T1 , T2, D).

La figure 7 illustre schématiquement un signal fourni par un accéléromètre associé à un capteur de pression d'un pneumatique. Ceci est notamment le cas lorsque le capteur de pression est associé à la valve de la roue correspondant au pneumatique. L'accéléromètre mesure dans ce cas une accélération tangentielle. À vitesse constante, cette accélération tangentielle varie sinusoïdalement du fait de la gravitation autour d'une valeur médiane de 1 g (1 g est égal à environ 9,8 ms ² ) en plus ou en moins. Cette variation de +/- 1 g existe encore lorsque la vitesse varie mais n'est plus parfaitement sinusoïdale car la fréquence des oscillations varie. Cette variation quasi-sinusoïdale est illustrée sur la figure 7. En mesurant alors la variation des périodes de cette courbe, par exemple en déterminant les intersections de la courbe descendante avec une droite médiane (on pourrait aussi mesurer avec les points hauts ou les points bas ou bien encore d'autres points intermédiaires), on obtient des valeurs T1 et T2 similaires à celles illustrées sur la figure 6. De la même manière qu'expliqué en référence à cette figure 6, on détermine alors la vitesse du véhicule et son accélération. Comme il ressort de ce qui précède, il est préférable d'avoir des détecteurs de chocs associés aux capteurs de pression car le traitement du signal fourni par ce type de capteur est plus aisé que celui fourni par les accéléromètres mesurant l'accélération tangentielle.

De préférence, le système de surveillance de la pression des pneumatiques

TPMS fournit une information de vitesse mais aussi (de façon optionnelle) une information sur l'accélération linéaire du véhicule.

La figure 8 illustre un schéma pour la mise en œuvre des mesures de vitesse par un capteur de pression. La mesure de vitesse ne peut pas être réalisée en continu par un capteur de la pression d'un pneumatique car une telle mesure en continu est trop énergivore. Il convient donc de prévoir un intervalle de temps entre deux mesures successives.

Il est déjà connu pour des capteurs de pression d'être en veille lorsque le véhicule correspondant est à l'arrêt. En effet, comme la plupart des véhicules sont plus souvent arrêtés qu'en train de rouler, il est prévu d'effectuer bien plus souvent des mesures de pression lorsque le véhicule roule que lorsqu'il est à l'arrêt. Le système de surveillance de la pression des pneumatiques TPMS est ainsi en veille lorsque le véhicule est à l'arrêt.

Quand le véhicule commence à rouler, le système de surveillance de la pression des pneumatiques TPMS sort de veille et une mesure de la vitesse et de l'accélération linéaire du véhicule. Cette mesure est réalisée sur au moins deux tours de roue pour obtenir ces deux informations.

Une première étape 2 est une étape de veille en attendant l'instant prédéterminé prévu pour réaliser une mesure.

Une fois que le temps est venu de réaliser la mesure, une initialisation de la mémoire est réalisée (illustrée par V=0). Le détecteur de choc, ou l'accéléromètre, fournit des signaux analysés par l'unité électronique TPM ECU du système de surveillance de la pression des pneumatiques TPMS. À l'issue de cette étape, une vitesse VS est déterminée.

Dans la forme de réalisation préférée, il est ici aussi prévu de déterminer à partir de la mesure réalisée l'accélération linéaire A du véhicule qui correspond à la dérivée dVS/dt.

Une fois la vitesse VS et l'accélération linéaire connues, l'unité électronique TPM ECU détermine l'intervalle de temps à laisser passer jusqu'à la mesure suivante au cours d'une étape 6. La longueur de cet intervalle de temps dépendra ici de préférence, d'une part, de la vitesse VS mesurée et, d'autre part, de l'accélération linéaire du véhicule. De manière générale, la longueur de l'intervalle de temps jusqu'à la prochaine mesure sera décroissante avec la vitesse mesurée (plus le véhicule roule vite, plus la fréquence des mesures est élevée). Ensuite, plus l'accélération est forte (accélération positive), plus la fréquence des mesures augmentera. Par contre, lorsque le véhicule décélère, la fréquence de mesures peut diminuer.

La figure 9 illustre l'utilisation de la mesure de vitesse faite par des capteurs de pression dans une fonction de supervision de la vitesse pour une fonction de limiteur de vitesse.

Pour la fonction limiteur de vitesse, deux critères binaires sont définis. Un premier critère OSI prend la valeur 1 lorsque la vitesse est inférieure à une vitesse limite VL prédéterminée et prend la valeur 0 lorsque la vitesse est supérieure à la vitesse limite VL. Le second critère OSA est un critère d'alerte qui prend la valeur 1 lorsqu'une alerte de dépassement de vitesse doit être émise et la valeur 0 dans le cas contraire.

Dans cette application, l'unité électronique TPM ECU du système de surveillance de la pression des pneumatiques TPMS (figures 1 à 3) transmet à l'unité électronique de contrôle moteur ECU non pas une valeur de vitesse mais uniquement les critères OSI et/ou OSA. Bien entendu, l'unité électronique TPM ECU peut transmettre également la vitesse mesurée à l'unité électronique de contrôle moteur ECU. Ceci est suggéré sur la figure 2 où l'unité électronique TPM ECU transmet outre les vitesses VS (i) mesurées par les capteurs de pression TPMS i au moins une indication concernant la vitesse limite prédéterminée Vlim (i) qui peut être la valeur de OSA et/ou de OSI.

À partir des mesures réalisées par les capteurs de pression TPMS i, l'objectif est alors de fournir à l'unité électronique de contrôle moteur ECU un statut concernant le dépassement d'une consigne de vitesse données par le véhicule. Il s'agit par exemple d'un véhicule à deux roues dont la vitesse doit être limitée.

Dans cette application, comme illustré sur la figure 2, le système de surveillance de la pression des pneumatiques TPMS grâce à ses au moins deux capteurs est suffisant comme dispositif de supervision et la fonction de limitation de vitesse peut fonctionner sans recevoir d'information d'un autre capteur de vitesse (ABS/ESC ou autre). Toutefois, une autre source d'information sur la vitesse peut être envisagée. Comme décrit plus haut, chaque capteur de pression détermine la vitesse de rotation de la roue à laquelle il est associé et, connaissant le diamètre de celle-ci, il est possible d'en déduire une vitesse linéaire du véhicule.

Le procédé illustré à l'aide du logigramme de la figure 9 a pour but d'envoyer un message par voie sans fil, par exemple émission RF, vers l'unité électronique TPM ECU du système de surveillance de la pression des pneumatiques TPMS lorsque la consigne de vitesse limite est dépassée puis ensuite lorsque la vitesse repasse en- dessous de la vitesse limite lorsque celle-ci a été dépassée.

L'unité électronique de contrôle moteur ECU consolide ensuite de son côté l'information reçue. Dans le cas par exemple d'un véhicule à quatre roues, l'unité électronique de contrôle moteur ECU peut considérer qu'il y a dépassement de la vitesse limite dès lors que deux capteurs sur les quatre indiquent qu'il y a dépassement de vitesse. Par contre, pour considérer que la vitesse, après un dépassement de la vitesse limite, est redevenue inférieure à la vitesse limite l'unité électronique de contrôle moteur ECU exigera que trois des quatre capteurs au moins considèrent que la vitesse est repassée sous le seuil défini par la vitesse limite.

Lorsqu'une mesure doit être réalisée (étape 10) pour déterminer la vitesse VS du véhicule, la dernière valeur du critère OSh est rappelée. En fonction de la vitesse VS mesurée, on détermine un nouveau critère OSI ₂ et la valeur de OSh est comparée à la nouvelle valeur OSI ₂ . Si on a OSh = OSI ₂ , alors le procédé met en œuvre l'étape 12 pour déterminer le critère d'alerte OSA. Dans une version simplifiée du procédé, on peut prévoir que le critère OSA égale le critère OSI. Toutefois, dans une version améliorée, d'autres paramètres peuvent être pris en compte et on peut par exemple prévoir une hystérésis pour la détermination du critère OSA (comportement différent lorsque la vitesse mesurée augmente que lorsque la vitesse mesurée diminue).

Si le critère OSA vaut 1 , une alerte doit être émise comme prévu à l'étape 14.

Cette alerte est émise par l'émetteur, par exemple émetteur RF comme suggéré sur la figure 9, à destination de l'unité électronique TPM ECU.

Après l'émission du signal, il convient de déterminer (étape 16) l'intervalle de temps Al jusqu'à la prochaine mesure. Le capteur se met alors en veille (étape 18) dans l'attente de la prochaine mesure (nouvelle étape 10).

Après la détermination du critère d'alerte OSA à l'étape 12, si la valeur de ce critère est non plus 1 mais 0, alors le procédé passe directement à l'étape 16 sans émettre de signal RF (ou autre).

Si après une mesure de la vitesse (étape 10) le critère binaire OSI change, alors le procédé met en œuvre une étape d'évaluation du critère OSI. Si ce critère prend alors la valeur 1 (correspondant à une vitesse mesurée VS inférieure à la vitesse limite VL) alors une étape 22 est réalisée au cours de laquelle l'émetteur associé au capteur de pression envoie un signal indiquant que la vitesse est en-dessous de la vitesse limite. Si par contre le critère OSI vaut 0, alors un signal est émis pour indiquer que la vitesse est trop élevée (étape 24). Après l'émission du signal par le capteur en direction de l'unité électronique TPM ECU, l'intervalle de temps Al jusqu'à la prochaine mesure (étape 16) est déterminé puis le capteur se met en veille (étape 18). En résumé, tant que le critère OSI ne change pas, le capteur soit émet à chaque fois une alerte (étape 14) si la vitesse est trop élevée, soit on détermine juste la date de la prochaine mesure. Lors d'un changement de la valeur du critère binaire OSI, le capteur émet un signal soit pour dire que la vitesse est trop élevée (étape 24) soit pour indiquer que la vitesse est repassée sous le seuil prédéterminé (étape 22).

Pour ne pas compliquer la description et ne pas surcharger la figure 9, il n'a pas été évoqué la mesure d'accélération dans l'application à la limitation de vitesse du véhicule. Avantageusement, au cours de l'étape 10 décrite plus haut, l'accélération linéaire du véhicule est mesurée. Cette information complémentaire peut être utilisée comme déjà mentionné plus haut pour la détermination de l'intervalle de temps jusqu'à la mesure suivante (étape 16) mais aussi par exemple pour déterminer le critère d'alerte OSA. En effet, si la valeur de la vitesse mesurée est juste en-dessous de la valeur limite VL, une alerte pourra être déclenchée bien que la vitesse soit inférieure à la vitesse limite si l'accélération mesurée fait qu'un dépassement du seuil de vitesse est imminent (l'imminence peut être déterminée à l'avance et intégrée dans le logiciel).

Comme il ressort de la description qui précède, la présente invention permet ainsi de fournir une information sur la vitesse à partir de mesures réalisées par des capteurs de pression. Ainsi, lorsqu'une information redondante de la vitesse est nécessaire, la présente invention permet d'obtenir cette information sans avoir à mettre en œuvre de nouveaux capteurs. En outre, contrairement à une information de type GPS, cette information est disponible même dans des zones couvertes.

La description qui précède montre qu'un capteur de pression de pneumatique peut déterminer une vitesse linéaire d'un véhicule à partir d'un signal émis par un détecteur de chocs ou bien par un accéléromètre. Pour ce dernier cas, la description prévoit une mesure d'accélération tangentielle mais une vitesse peut également être déterminée à partir d'une mesure d'accélération radiale.

La solution proposée par la présente invention permet ainsi de diminuer les coûts d'un système permettant d'avoir une information redondante concernant la vitesse du véhicule en réutilisant des capteurs non prévus à cet effet.

Grâce à la présence de plusieurs capteurs de pression, la fiabilité d'une mesure de vitesse par un système de surveillance de la pression des pneumatiques est très bonne. En effet, même en cas de panne d'un capteur, une mesure peut encore être réalisée.

Dans le cas d'une utilisation pour réaliser une limitation de vitesse, il est possible de réaliser cette fonction uniquement à partir du système de surveillance de la pression des pneumatiques grâce à la présence de plusieurs capteurs. Grâce à ces capteurs, la mesure de vitesse peut être consolidée et la détection de la vitesse limite est améliorée (par rapport à une mesure avec un seul capteur).

Bien entendu, la présente invention ne se limite aux procédés décrits, aux variantes mentionnées et aux utilisations évoquées mais elle concerne toutes les variantes de réalisation à la portée de l'homme du métier dans le cadre des revendications ci-après.