Brevet FR2624801A1 — publié le 19890623

ELEMENTS NECESSAIRES A L'EXCITATION ET A L'ECOUTE DES MODULES DE ROUE DANS UN SYSTEME DE SURVEILLANCE DES ROUES D'UN VEHICULE La présente invention se rapporte à la surveillance des roues d'un véhicule, notamment des pneumatiques. En particulier, elle concerne les éléments implantés sur le véhicule, c'est-à-dire dans l'espace fixe ou plus précisément dans l'espace non mobile en rotation. Elle concerne ceux des sytèmes de surveillance comprenant des modules implantés sur chaque roue à surveiller, des liaisons entre roue et espace fixe, par exemple par antennes couplées inductivement et, sur véhicule, des éléments assurant l'exploitation globale du système pour fournir un signal exploitable par le conducteur, ou par tout système d'alarme, centralisé ou non. La demande de brevet W087/00127 propose un codage permettant de transmettre la valeur de la pression et de la température d'un pneumatique depuis la roue portant ledit pneumatique vers le véhicule (espace fixe). Le codage décrit se prête à la réalisation d'une transmission par couplage inductif. La demande de brevet W087/00129 décrit une façon d'accumuler et d'utiliser de l'énergie électrique transmise au moyen d'un courant alternatif transmis par couplage inductif. Un dispositif ainsi conçu fonctionne selon le cycle suivant: excitation du module implanté sur la roue par envoi, depuis le véhicule, d'une excitation, dans laquelle ledit module de roue puisera l'énergie nécessaire à son fonctionnement, puis écoute, sur le véhicule, du signal reçu en réponse à l'excitation. Ce signal reçu comporte, par codage, les valeurs des paramètres mesurés sur la roue. Selon la conception proposée par la publication W087/00129, ledit signal est produit par le module de roue dès que cesse l'excitation. ?624801 -2- La présente invention a pour but de proposer des éléments d'excitation et d'écoute des modules de roue qui permettent d'atteindre une vitesse de scrutation aussi élevée que possible. Un autre objectif de l'invention est de proposer un dispositif insensible à l'environnement électomagnétique et radio fréquence, et qui ne provoque pas de parasites susceptibles de gêner les équipements électriques embarqués sur le véhicule. Un autre objectif de l'invention est de proposer un dispositif apte à écouter le module de roue aussi vite que possible après la fin de l'excitation. Réaliser un dispositif d'excitation dont les performances restent constantes quelle que soit la tension d'alimentation de la batterie du véhicule est encore un autre objectif de l'invention. Le dispositif d'excitation et d'écoute selon l'invention, utilisable pour la surveillance des roues d'un véhicule, ledit dispositif comportant pour chaque roue un module capable d'accumuler de l'énergie électrique grâce à la transmission d'un courant par couplage inductif depuis le véhicule vers ladite roue, capable de coder les valeurs des paramètres observés sur une roue, et capable de transmettre par couplage inductif le signal ainsi codé, une antenne fixée coaxialement à la roue étant raccordée audit module, ledit décodeur étant prévu pour se raccorder à une antenne d'inspection par roue, ladite antenne d'inspection étant fixée à une partie du véhicule non mobile en rotation de telle sorte que le couplage inductif avec l'antenne de roue soit sensiblement constant, est caractérisé en ce qu'il comporte - par roue, un ensemble assurant la production du courant d'excitation et la mise en forme du signal reçu en réponse à l'excitation, - des moyens de pilotage du cycle "excitation de modules de roue et écoute de ceux-ci" assurant l'écoute successive de -3chaque roue et, simultanément à ladite écoute d'une roue, l'excitation d'au moins un autre module de roue qui sera écouté dans la phase suivante du cycle, - des moyens assurant le traitement du signal reçu pour en extraire lesdites valeurs. Les figures suivantes illustrent l'invention et permettent de bien la comprendre: La figure 1 est un schéma général d'un dispositif selon l'invention. La figure 2 représente plus en détails un ensemble inclus dans un dispositif selon l'invention. La figure 3 est un chronogramme d'un courant relevé dans ledit ensemble. Les figures 4a, 4b, 4c représentent la commande de l'excitation. A la figure 1, on voit une antenne d'inspection 1, destinée à être couplée à une antenne de roue non représentée (couplage électromagnétique). Le dispositif comporte un ensemble 2 par roue du véhicule. Chaque ensemble 2 assure la production du courant d'excitation convenable, selon la conception du module de roue associé. Dans le cas d'un module de roue conçu selon l'enseignement du document W007/00129, ce courant d'excitation est par exemple alternatif. Chaque ensemble assure également la réception et la mise-en forme du signal envoyé par la roue en réponse à l'excitation. Ce signal porte les valeurs codées des paramètres mesurés, par exemple la pression et la température des pneumatiques montés sur les roues. Le signal de sortie de chaque ensemble 2 est appliqué à un microprocesseur 3 qui en assure le traitement pour extraire les valeurs décodées des paramètres observés sur la roue. Le décodage est bien sûr conditionné par le type de codage effectué par le module de roue. Ces valeurs peuvent être envoyées vers un afficheur, ou vers un autre microprocesseur pour traitement supplémentaire, ou bien encore peuvent faire l'objet d'autres traitements sur le même microprocesseur. La sortie 4 englobe en général toutes ces possibilités, qui ne sont pas l'objet de cette invention. - 4 - Le microprocesseur 3 pilote également, via les voies de commande 5 et 6, l'état de fonctionnement des ensembles 2. Par la voie 5, le mode "excitation" des ensembles 2 est lancé, ou au contraire arrêté. Cela est symbolisé sur la figure 1 par les interrupteurs 51, 52..., en, qui, lorsqu'ils sont fermés, entraînent l'envoi d'un courant d'excitation par l'ensemble 2 correspondant, et qui lorsqu'il sont ouverts (comme l'interrupteur 5n sur la voie ), laissent l'excitation au repos. C'est à ce moment que l'ensemble 2 correspondant est à même d'écouter le signal reçu de la roue. Par la voie de commande 6, on envoie donc le signal au microprocesseur 3, et ceci pendant une durée suffisante pour pouvoir en effectuer le décodage. Le pilotage global par le microprocesseur 3 assure donc la sélection pour l'écoute d'une seule roue à la fois; il assure que, pendant l'écoute, il n'y a pas de courant d'excitation sur l'ensemble 2 correspondant et il assure que l'écoute est sélectionnée juste après une phase d'excitation, afin que le module roue dispose de l'énergie nécessaire à son fonctionnement. A titre d'exemple, on assure l'excitation simultanée de toutes les roues sauf une (la 5nitme comme schématisé sur la figure 1) qui est celle qui est écoutée par le microprocesseur pour effectuer le décodage, et on sélectionne successivement toutes les roues pour l'écoute. De cette façon, l'excitation nécessaire des roues est effectuée en temps masqué par rapport à la phase de transmission des mesures. A la figure 1, on voit que chaque ensemble 2 comporte un transformateur d'isolement 20 dont le secondaire 21 est raccordé à l'antenne d'inspection 1 et comporte un point milieu 21M raccordé à la masse du véhicule. La bobine d'inspection n'est en conséquence raccordée à la masse du véhicule que par ce point milieu 21M. De la sorte, les lignes 10 de raccordement entre les circuits implantés sur le véhicule et les différentes antennes d'inspection 1 peuvent être constituées tout simplement par un câble bifilaire ordinaire. Le recours à un câble blindé est superflu, sans préjudice de l'immunité du dispositif aux parasites. Les lignes 10 cheminent inévitablement au travers de tout le véhicule pour rejoindre les roues. Elles sont donc longues et peuvent cotoyer d'autres appareillages électriques. Le point milieu 21M rend symétriques par rapport à la masse les courants ou signaux passant par la maille du circuit comportant ce point milieu 21M. Par ce montage, le champ électromagnétique résultant issu de deux sources proches l'une de l'autre (les deux fils nécessaires à chaque ligne 10) est nul. De même, la rejection du mode commun est excellente à l'intérieur du secondaire 21. Il en résulte une excellente compatibilité électromagnétique et un niveau d'interférences aux fréquences radio très réduit. Chaque ensemble 2 comporte deux branches 201, 202 connectées en parallèle entre la tension d'alimentation V et la masse. Chaque branche 201, 202 est constituée de deux groupes résistifs -211, 221, 212, 222- connectés en série. Chaque groupe a une impédance identique, et comprend au moins une résistance d'amortissement R1 en parallèle de laquelle est raccordé un moyen formant interrupteur, par exemple un interrupteur électronique comme un transistor Qi, Qz, Q3, Q4. Les bornes du primaire 22 du transformateur 20 sont raccordés aux points médians Mi et M2 définis comme étant la borne commune de chacun des deux groupes résistifs 21X, 22X à l'intérieur de chaque branche 20X. Le courant d'excitation est établi par le cycle suivant: fermeture simultanée de deux interrupteurs: celui du groupe raccordé à la tension d'alimentation d'une branche -groupe 211 de la branche 201- et de celui du groupe raccordé à la masse de l'autre branche -groupe 222 de la branche 202-, soit fermeture des moyens formant interrupteur Qi et Q2. Puis inversement par fermeture des interrupteurs Q3 et Q4. Les figures 4a, 4b, 4c représentent le signal de commande desdits interrupteurs: les impulsions positives commandent la fermeture des interrupteurs Qi et Q2 par exemple eAt les impulsions de signe contraire commandent les autres interrupteurs. De manière avantageuse, la largeur desdites impulsions décroît lorsque la tension V de la batterie du véhicule croît. Les figures 4b et 4c illustrent la croissance de la durée des impulsions lorsque la tension de la batterie décroît par rapport à la situation représentée par la figure 4a. De la sorte, l'énergie d'excitation peut - 6 - rester sensiblement constante quelle que soit la tension de cette batterie. De préférence, chaque groupe résistif comporte une résistance R2 de limitation du courant, en série avec la résistance d'amortissement Ri. Les impédances de tous les groupes étant identiques, il apparaît à chaque borne du primaire, et par rapport à la masse, une tension Vp sensiblement sinusoïdal (selon la valeur des résistances et inductances), avec une composante continue. La tension représentée à la figure 3 est celle apparaissant à la borne Mi et les échelles de temps des figures 3, 4a, 4b, 4c correspondent. La valeur moyenne de ladite tension Vp est égale à 0,5 V, si V est la tension d'alimentation de l'ensemble 2. La tension apparaissant à la borne M2 et égale mais en opposition de phase par rapport à celle apparaissant à la borne Mi. Entre les bornes du primaire 22, il apparaît donc une tension alternative sensiblement sinusoïdale. Lorsque tous les interrupteurs sont ouverts, l'excitation cesse et le module de roue envoie immédiatement un signal codé, comme proposé par exemple par la demande de brevet WO 087/00129. D'autre part, la tension à laquelle est portée chaque borne de la bobine constituant le primaire 22 du transformateur 20 vaut 0,5 V, soit exactement la valeur moyenne prévalant pendant l'excitation. Il en résulte un amortissement du courant d'excitation très rapide, comme schématisé par la figure 3. L'avantage de cette disposition tient dans le fait que l'ensemble 20 est ainsi extrêmement rapidement apte à écouter le signal reçu de la roue sans être perturbé par les séquelles de la phase d'excitation. La mise en forme du signal reçu est effectuée par la comparateur 23 dont les entrées sont branchées à la bobine constituant le primaire 22. Afin que le comparateur 23 filtre automatiquement tous les signaux parasites, on le raccorde de préférence à ladite bobine via des résistances Rp de polarisation, comme visible à la figure 2. Au repos, il en résulte une différence de potentiel appliquée aux -7- bornes du comparateur, de sorte que celui-ci ne bascule que lorsque le signal reçu aux bornes de ladite bobine est supérieur à cette différence de potentiel. Pour conserver la symétrie du schéma, on introduit donc une telle résistance de polarisation Rp dans chacun des quatre groupes 211, 221, 212, 222. Il va de soi que au moins celles de ces résistances Rp servant à la polarisation des entrées du comparateur 23 doivent être connectées aux bornes médiannes Mi et M2. Le dispositif ainsi conçu permet une interrogation et une écoute des modules de roue d'un système de surveillance des pneumatiques qui soit très fiable, rapide, et compatible avec l'équipement électrique d'un véhicule. L62480 1 - 8 - REVENDICATIONS 1. Dispositif d'excitation et d'écoute pour la surveillance des roues d'un véhicule, ledit dispositif comportant pour chaque roue un module capable d'accumuler de l'énergie électrique grâce à la transmission d'un courant par couplage inductif depuis le véhicule vers ladite roue, capable de coder les valeurs des paramètres observés sur une roue, et capable de transmettre par couplage inductif le signal ainsi codé, une antenne fixée coaxialement à la roue étant raccordée audit module, ledit décodeur étant prévu pour se raccorder à une antenne d'inspection (1) par roue, ladite antenne d'inspection (1) étant fixée à une partie du véhicule non mobile en rotation, de telle sorte que le couplage inductif avec l'antenne de roue soit sensiblement constant, caractérisé en ce qu'il comporte - par roue, un ensemble (2) assurant la production du courant d'excitation et la mise en forme du signal reçu en réponse à l'excitation, - des moyens de pilotage du cycle "excitation de modules de roue et écoute de ceux-ci" assurant l'écoute successive de chaque roue et, simultanément à ladite écoute d'une roue, l'excitation d'au moins un autre module de roue qui sera écouté dans la phase suivante du cycle, - des moyens assurant le traitement du signal reçu pour en extraire lesdites valeurs. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit ensemble (2) comporte un transformateur (20) d'isolement dont le secondaire (21) est raccordé à une antenne d'inspection (1), et comporte un point milieu (21M) raccordé à la masse du véhicule. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit ensemble (2) comporte deux branches (201 et 202) chacune constituées de deux groupes résistifs (211, 221 et 212, 222) connectés en série, lesdites deux branches étant connectées en parallèle entre la tension d'alimentation V et la masse, chaque groupe ayant une impédance identique, chaque groupe comprenant au moins une résistance d'amortissement Ri en parallèle de laquelle est raccordé un moyen formant interrupteur, les bornes de la bobine primaire (21) dudit transformateur (20) étant raccordés respectivement entre les deux groupes de chaque branche à une borne médianne, la production du courant d'excitation étant assurée par le cycle suivant: fermeture simultanée.desdits interrupteurs du groupe raccordé à la tension d'alimentation d'une branche et du groupe raccordé à la masse de l'autre branche, puis inversement, la mise en forme du signal reçu étant effectuée par un comparateur connecté à ladite bobine primaire. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque groupe comporte une résistance de limitation R2 en série avec les autres résistances du groupe. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque groupe comporte une résistance de polarisation Rp en série avec les autres résistances du groupe, le comparateur de mise en forme du signal étant raccordé à la bobine primaire via ladite résistance de polarisation du groupe connecté à-la tension d'alimentation d'une branche et via ladite résistance de polarisation du groupe connecté à la masse de l'autre branche. 6. Dispositif selon l'une des 3 à 5 revendications, caractérisé en ce que les moyens formant interrupteur sont commandés par un signal impulsionnel, la largeur desdites impulsions dépendant inversement de la tension de la batterie du véhicule, de telle façon que l'énergie d'excitation reste sensiblement constante quelle que soit la tension de la batterie du véhicule.