Development of vehicle tire pressure monitoring tools using methods based on spectral analysis and observers synthesis - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2012

Development of vehicle tire pressure monitoring tools using methods based on spectral analysis and observers synthesis

Développement d'outils de surveillance de la pression dans les pneumatiques d'un véhicule à l'aides des méthodes basées sur l'analyse spectrale et sur la synthèse d'observateurs

(1, 2)
1
2

Abstract

The tire is an essential element for the handling, comfort and safety of a vehicle. However, an under-inflation increases the risk of burst, causes rapid tire wear and increases fuel consumption. It is therefore important to develop tire pressure monitoring systems (TPMS). A first approach, reffered to as "direct" method, consisting on using pressure sensors is expensive and unreliable (possible sensors faults). The new generation of TPMS promotes "indirect" methods, without pressure sensors. Monitoring is performed from the physical quantities related to the pressure. The tire pressure drop results in increasing the wheel angular velocity, shifting the vehicle vibratory modes, reducing the wheel effective radius and increasing its rolling resistance. The approach based on a comparative analysis of the wheels angular velocities does not meet the requirements regarding the minimum pressure drop that must be detected and the number of detectable deflated tires. Adding a spectral analysis of each wheel angular velocity signal enhances the robustness of such an approach. However, it shows significant convergence time. The first aim of the thesis work is therefore to optimize such algorithms and reduce the computational time. An alternative approach requiring low maintenance costs is the implementation of observers for quantities related to the pressure. The second objective of this thesis is to propose observers able to estimate both the effective radius and the rolling resistance of the wheels without using additional sensors. The work in this thesis deals with methodological and experimental aspects through the implementation of the methods and their application to real data.
Le pneumatique est un élément essentiel pour la tenue de route, le confort et la sécurité d'un véhicule. Cependant, un sous-gonflage accentue les risques d'éclatement, provoque une usure rapide du pneumatique et augmente la consommation de carburant. Il est donc important de développer des systèmes de surveillance de la pression des pneumatiques (SSPP). Une première approche, dite "directe", consistant à utiliser des capteurs de pression s'avère onéreuse et peu fiable (possibilité de pannes). Les nouvelles générations de SSPP favorisent les méthodes "indirectes", sans capteur de pression. La surveillance est assurée à partir des grandeurs physiques liées à la pression. La baisse de la pression se traduit par une augmentation de la vitesse angulaire de la roue, un déplacement des modes vibratoires du véhicule, une diminution du rayon effectif de la roue et une augmentation de la résistance au roulement. L'approche basée sur la comparaison des vitesses angulaires des roues ne répond pas aux exigences concernant la chute de pression minimale que l'on doit détecter et le nombre de pneumatiques dégonflés détectables. Une solution fondée sur l'analyse spectrale des signaux de vitesses angulaires permet d'améliorer les performances mais présente un temps de convergence important. Le premier objectif de ce travail de thèse est donc de réduire le coût de calcul de ces algorithmes. Nous étudions dans le cadre de cette thèse la possibilité de se servir des modèles de la dynamique de la roue et du véhicule pour la mise en oeuvre d'observateurs de grandeurs qui dépendent de la pression. Le deuxième objectif de ce travail de thèse est de proposer des observateurs capables d'estimer conjointement le rayon effectif et la résistance au roulement des roues sans rajout de capteurs supplémentaires. Les travaux menés pendant cette thèse sont orientés vers des aspects méthodologiques et expérimentaux à travers la mise en oeuvre des méthodes et leur application à des données réelles.
Fichier principal
Vignette du fichier
ElTannouryThese2012.pdf (2.42 Mo) Télécharger le fichier
Loading...

Dates and versions

tel-00693340 , version 1 (03-05-2012)

Identifiers

  • HAL Id : tel-00693340 , version 1

Cite

Charbel El Tannoury. Développement d'outils de surveillance de la pression dans les pneumatiques d'un véhicule à l'aides des méthodes basées sur l'analyse spectrale et sur la synthèse d'observateurs. Automatique / Robotique. Ecole Centrale de Nantes (ECN), 2012. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00693340⟩
406 View
2024 Download

Share

Gmail Facebook Twitter LinkedIn More