Brevet FR2829836A1 — publié le 20030321

L'objet de l'invention concerne le domaine technique des capteurs magnétiques, du type comportant un élément codeur se déplaçant à proximité d'une cellule de détection et adapté pour repérer au moins une position angulaire au sens général. L'objet de l'invention vise plus précisément un capteur magnétique de position auquel est associé un code d'identité, de manière à permettre une reconnaissance et/ou un traitement spécifique du signal électrique délivré par le capteur de position. L'objet de l'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine automobile où un tel capteur peut être utilisé, par exemple, dans le cadre de la fonction antivol des véhicules. Dans le domaine d'application préféré ci-dessus, il est connu, pour la protection antivol des véhicules, d'affecter à chaque véhicule un code d'identification enregistré dans une unité de contrôle électronique montée à l'intérieur d'un véhicule. Lorsqu'un code d'identification transmis par l'intermédiaire d'un transpondeur est identique à celui enregistré, l'unité de contrôle électronique autorise le démarrage du véhicule. Or, il a été constaté que l'unité de contrôle électronique pouvait être remplacée relativement facilement par une unité analogue, de sorte que la fonction antivol n'est plus assurée. Pour tenter de remédier à cet inconvénient, il a été envisagé de délocaliser le code d'identification dans une zone du véhicule difficilement accessible. Dans le même sens, il a été envisagé que le capteur de régime du moteur ne délivre pas son signal de sortie à l'unité de contrôle électronique lorsque le code d'identification n'est pas reconnu, de manière à ne pas permettre le démarrage du véhicule. Ainsi, il a été proposé d'associer au capteur du régime moteur, un code d'identité qui, lorsqu'il est différent du code d'identification transmis, ne permet pas la génération du signal du régime moteur. Une proposition de réalisation consiste à enregistrer le code d'identité affecté au capteur magnétique dans une mémoire. Or, il doit être considéré que, compte tenu du montage de cette mémoire à proximité du moteur, elle est soumise à des températures relativement élevées et à des vibrations entraînant sa détérioration. Il apparaît donc le besoin de pouvoir disposer d'un capteur magnétique de position auquel est affecté un code d'identité, un tel capteur étant conçu pour conserver son efficacité, même en étant soumis à des températures relativement élevées et à des vibrations. L'objet de l'invention vise donc à satisfaire ce besoin, en proposant un capteur magnétique rotatif associé à un code d'identité, du type comportant un capteur magnétique de position comprenant au moins une piste magnétique, apte à être entraînée en rotation par un moyen d'entraînement rotatif et à défiler devant au moins une cellule de détection sensible à un champ magnétique, la piste magnétique étant réalisée sous la forme d'un anneau magnétique multipolaire pourvu, d'une part, d'une série d'éléments générateurs d'un champ magnétique variable, répartis selon un pas d'écartement régulier de manière que la cellule de détection délivre un signal électrique périodique de référence correspondant à l'évolution de l'intensité du champ magnétique généré par les éléments et, d'autre part, d'au moins un élément générateur irrégulier présentant un écartement différent par rapport au pas d'écartement régulier des autres éléments générateurs, de manière que le signal électrique de référence délivré par la cellule de détection présente une discontinuité. Selon l'invention, le capteur comporte : * un moyen de génération d'un code d'identité pour le capteur, comportant au moins un codeur magnétique apte à être entraîné en rotation par le moyen d'entraînement rotatif et à défiler devant une cellule de détection sensible à un champ magnétique, le codeur magnétique étant formé par une suite d'éléments générateurs d'un champ magnétique variable arrangés de manière que ladite cellule délivre un signal de codage formé par une combinaison de signaux correspondant au code d'identité du capteur magnétique, * et des moyens d'analyse du signal de codage à l'aide du signal périodique de référence, de manière à lire le code d'identité du capteur magnétique. Un autre objet de l'invention vise à proposer un capteur destiné à être intégré dans un dispositif de sécurité pour permettre une fonction antivol du véhicule équipé d'un tel capteur. Pour atteindre cet objectif, l'objet de l'invention vise donc à proposer un dispositif de sécurité comportant : . un capteur conforme à l'invention, e et des moyens de contrôle reliés aux moyens d'analyse et permettant : - de comparer le code d'identité du capteur et un code d'identification, - et lorsque le code d'identité du capteur correspond au code d'identification, d'autoriser la sortie du signal périodique de référence, - et lorsque le code d'identité du capteur ne correspond pas au code d'identification, à inhiber la sortie du signal périodique de référence. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation et de mise en oeuvre de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une vue en perspective montrant, de manière schématique, un exemple de réalisation d'un capteur conforme à l'invention. La fig. 2 est une vue en coupe transversale montrant un détail de réalisation du capteur conforme à l'invention. La fig. 3 représente des chronogrammes permettant d'illustrer le fonctionnement du capteur conforme à l'invention. La fig. 4 est un schéma bloc fonctionnel permettant d'expliciter le principe de fonctionnement du capteur selon l'invention. La fig. 5 est un schéma bloc fonctionnel montrant un exemple préféré d'application du capteur selon l'invention. Les fig. 1 et 2 montrent un exemple de réalisation d'un capteur magnétique rotatif auquel est associé un code d'identité, ce capteur étant désigné dans son ensemble par la référence 1. Un tel capteur 1 comporte un capteur magnétique de position 1, comprenant au moins une piste magnétique 2 apte à être entraînée en rotation par un moyen d'entraînement rotatif, non représenté mais connu en soi. Une telle piste magnétique 2 est destinée à défiler devant au moins une cellule de détection 3 sensible à un champ magnétique. La piste magnétique 2 est réalisée sous la forme d'un anneau magnétique multipolaire entraîné en rotation autour de son centre. La piste magnétique 2 comporte une série d'éléments générateurs 4 d'un champ magnétique variable répartis pour présenter un pas régulier d'écartement. Dans l'exemple de réalisation illustré sur les fig. 1 et 2, les éléments générateurs d'un champ magnétique variable 4 sont formés par des pôles magnétiques alternés de même largeur. Ainsi, la piste magnétique 2 comporte une série de pôles Sud et de pôles Nord alternés, présentant une aimantation radiale. Par exemple, la largeur angulaire de chaque pôle est de 3 . La piste magnétique 2 comporte également au moins un élément générateur, dit irrégulier 41, présentant un écartement différent par rapport au pas d'écartement défini entre les autres éléments générateurs 4. Par exemple, l'élément générateur irrégulier 41 présente un pas angulaire double par rapport à celui des autres éléments générateurs 4. La présence d'un tel élément générateur irrégulier 41 constitue un repère pour le capteur magnétique, permettant de déterminer au moins une position angulaire. Bien entendu, il peut être prévu de réaliser un ou plusieurs éléments générateurs irréguliers 41 sur la piste magnétique 2. Il est à noter qu'il peut être envisagé de réaliser la piste magnétique 2 avec des éléments générateurs d'un champ magnétique 4, 41, formés par des éléments perturbateurs d'un champ magnétique créé par un aimant fixe placé à proximité de ladite piste magnétique. Par exemple, les éléments perturbateurs peuvent être constitués par l'intermédiaire de dents aménagées dans une bague réalisée en un matériau ferromagnétique. La piste magnétique 2 est destinée à défiler devant la cellule de détection fixe 3 qui délivre un signal électrique périodique correspondant à l'évolution de l'intensité du champ magnétique délivré par les éléments générateurs 4, 41. D'une manière classique, la cellule de détection 3 est associée à des moyens de traitement, tels qu'un comparateur de niveaux à hystérésis, non représenté mais connu en soi, délivrant un signal électrique périodique So de référence, présentant des transitions franches pour des valeurs distinctes du champ magnétique selon qu'il varie en croissant ou en décroissant. La fig. 3 illustre un exemple de signal périodique de référence So délivré par un tel capteur de position 1. Un tel signal de référence So présente une périodicité donnée par les éléments générateurs 4 régulièrement espacés. Un tel signal électrique de référence So présente également une discontinuité D formant un repère pour déterminer une position angulaire et correspondant au pôle dit irrégulier 41. Conformément à l'objet de l'invention, le capteur 1 comporte également un moyen 6 de génération d'un code d'identité C pour le capteur magnétique de position 1. Un tel moyen de génération 6 comporte au moins un codeur magnétique 7 apte à être entraîné en rotation par le moyen d'entraînement rotatif de la piste magnétique 2. Ce codeur magnétique 7 est destiné à défiler devant une cellule de détection 8 sensible à un champ magnétique. Le codeur magnétique 7 est formé par une série d'éléments générateurs 9 d'un champ magnétique variable arrangés de manière que ladite cellule de détection 8 délivre un signal de codage Sc, formé par une combinaison de signaux correspondant au code d'identité C du capteur magnétique associé 1. Dans l'exemple de réalisation illustré, le codeur magnétique 7 se présente sous la forme d'une bague magnétique multipolaire composée des éléments générateurs 9 formés par des pôles magnétiques alternés et arrangés selon un pas d'écartement déterminé de manière que la cellule 8 délivre un signal de codage Sc formé par une combinaison de signaux. Ainsi, la cellule de détection 8 qui est associée à des moyens de traitement tels qu'un comparateur de niveaux à hystérésis, délivre un signal électrique binaire Sc. Ainsi, il doit être considéré que le code d'identité C du capteur magnétique 1 est réalisé par un codage magnétique correspondant à une suite déterminée de niveaux binaires, comme cela ressort clairement de la fig. 3. Selon une forme préférée de réalisation, la piste magnétique 2 et le codeur magnétique 7 sont formés chacun à partir d'une bague élastomère ou plastique, chargée de particules magnétisées pour constituer les pôles magnétiques. Selon une autre caractéristique de l'invention apparaissant plus précisément à la fig. 4, le capteur 1 comporte des moyens 11 d'analyse du signal de codage Sc à l'aide du signal périodique de référence So, de manière à déterminer ou lire le code d'identité C du capteur magnétique I. En effet, il doit être considéré qu'en raison de la vitesse de rotation variable de la piste magnétique 2 et du codeur 7, la lecture du signal de codage Sc doit être effectuée en prenant en compte le signal électrique périodique de référence So qui constitue une horloge pour le décodage du signal de codage Sc. De plus, la présence de la discontinuité D dans le signal périodique So permet de constituer un repère pour le décodage du signal de codage Sc, et permet ainsi de retrouver le code d'identité C associé audit capteur 1. Ainsi, tel que cela ressort de la fig. 4, les moyens d'analyse 11 permettent ainsi de délivrer le code d'identité C du capteur 1, ainsi que son signal périodique de référence So, pour être exploités de toute manière convenable par une unité électronique d'exploitation 12 en vue de diverses applications. Dans un exemple de réalisation préférée de l'objet de l'invention tel qu'illustré à la fig. 5, le capteur 1 selon l'invention est destiné à être mis en oeuvre dans un dispositif de sécurité permettant une fonction antivol du véhicule équipé d'un tel capteur 1. Dans une telle application, l'anneau magnétique 2 et le codeur magnétique 7 sont montés sur une cible 13 calée en rotation sur un arbre moteur d'un véhicule automobile, de sorte que la cellule de détection 3, montée en relation de l'anneau magnétique 2, délivre un signal périodique représentatif du régime moteur. Selon cet exemple, la sortie des moyens d'analyse 11 est reliée à des moyens de contrôle 14 comportant un moyen de comparaison entre le code d'identité C du capteur magnétique rotatif 1 et un code d'identification CI, transmis par exemple par un transpondeur directement ou via une unité électronique de contrôle 15. Ces moyens de contrôle 14 permettent, lorsque le code d'identité C du capteur magnétique rotatif 1 correspond au code d'identification CI, d'autoriser la sortie du signal périodique de référence So, par exemple vers l'unité électronique de contrôle 15, et, lorsque le code d'identité C du capteur magnétique rotatif 1 ne correspond pas au code d'identification CI, à inhiber la sortie du signal périodique de référence So. Ainsi, les moyens de contrôle 14 permettent d'interdire la sortie du signal périodique de référence So correspondant au signal du régime moteur du véhicule, de sorte que les fonctions d'allumage du véhicule ne peuvent pas être assurées. De préférence, ces moyens de contrôle 14 sont intégrés au niveau du capteur magnétique (1), de manière à être difficilement accessibles et à éviter l'envoi, pour traitement, d'un tel signal de référence So à l'unité de contrôle électronique 15 susceptible d'être facilement accessible. Selon une caractéristique de mise en oeuvre, le codeur 1 est destiné à être monté sur une poulie d'entraînement montée en sortie du moteur d'un véhicule automobile, c'est-à-dire sur une poulie de distribution ou sur l'une des poulies auxiliaires. La cible 13 comporte une paroi périphérique 131 et une paroi transversale 132, destinées à recevoir chacune l'anneau magnétique 2 et le codeur magnétique 7. Selon une caractéristique de réalisation, la cible 13 est rapportée ou fait partie intégrante d'une poulie d'entraînement, d'une poulie de vilebrequin, ou d'une poulie de came. Selon une autre caractéristique de réalisation, la cible 13 est destinée à être montée à l'intérieur d'une plaque de support d'un joint d'étanchéité dynamique pour un arbre de transmission entre le vilebrequin et la boîte de vitesses d'un moteur d'un véhicule automobile. La cible 13 est entraînée en rotation par l'arbre de transmission, et se trouve montée en relation de proximité des cellules de détection montées sur la plaque de support du joint d'étanchéité afin de constituer un capteur de position. Selon une autre caractéristique de réalisation, la cible 13 selon l'invention est entraînée en rotation par le vilebrequin ou l'arbre à came d'un moteur d'un véhicule automobile en étant montée à l'intérieur du bloc moteur d'un tel véhicule, en relation de proximité des cellules de détection afin de constituer un capteur de position. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1-Capteur magnétique rotatif associé à un code d'identité, du type comportant un capteur magnétique de position (1) comprenant au moins une piste magnétique (2) apte à être entraînée en rotation par un moyen d'entraînement rotatif et à défiler devant au moins une cellule de détection (3) sensible à un champ magnétique, la piste magnétique (2) étant réalisée sous la forme d'un anneau magnétique multipolaire pourvu, d'une part, d'une série d'éléments générateurs (4) d'un champ magnétique variable, répartis selon un pas d'écartement régulier de manière que la cellule de détection (3) délivre un signal électrique périodique de référence (So) correspondant à l'évolution de l'intensité du champ magnétique généré par les éléments et, d'autre part, d'au moins un élément générateur irrégulier (41) présentant un écartement différent par rapport au pas d'écartement régulier des autres éléments générateurs de manière que le signal électrique de référence (So) délivré par la cellule de détection présente une discontinuité (D), caractérisé en ce qu'il comporte : . un moyen (6) de génération d'un code d'identité (C) pour le capteur, comportant au moins un codeur magnétique (7) apte à être entraîné en rotation par le moyen d'entraînement rotatif et à défiler devant une cellule de détection (8) sensible à un champ magnétique, le codeur magnétique (7) étant formé par une suite d'éléments générateurs (9) d'un champ magnétique variable arrangés de manière que ladite cellule (8) délivre un signal de codage (Sc) formé par une combinaison de signaux correspondant au code d'identité (C) du capteur magnétique, . et des moyens (11) d'analyse du signal de codage (Sc), à l'aide du signal périodique de référence (So), de manière à lire le code d'identité (C) du capteur magnétique de position (1). 2-Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anneau magnétique (2) et le codeur magnétique (7) comprennent chacun des éléments générateurs d'un champ magnétique variable (4, 41) formés par des pôles magnétiques alternés. 3-Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anneau magnétique (2) et le codeur magnétique (7) comprennent chacun des éléments générateurs d'un champ magnétique variable (4, 41) formés par des éléments perturbateurs d'un champ magnétique créé par un aimant fixe placé à proximité desdits éléments. 4-Capteur selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'anneau magnétique (2) et le codeur magnétique (7) sont formés chacun à partir d'une bague élastomère ou plastique chargée de particules magnétisées pour constituer les pôles magnétiques. 5-Capteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'anneau magnétique (2) et le codeur magnétique (7) sont montés sur une cible (13) calée en rotation sur un arbre d'un moteur d'un véhicule automobile, de sorte que la cellule de détection (3), montée en relation de l'anneau magnétique (2), délivre un signal périodique de référence (So) représentatif du régime moteur. 6-Capteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la cible (13) comporte une paroi périphérique (131) et une paroi transversale (132) destinées à recevoir chacune l'anneau magnétique (2) et le codeur magnétique (7). 7-Capteur selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la cible (13) est rapportée ou fait partie intégrante d'une poulie d'entraînement. 8-Capteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la poulie d'entraînement est une poulie de vilebrequin. 9-Capteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la poulie d'entraînement est une poulie de came. 10-Capteur selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la cible (13) est montée à l'intérieur d'une plaque de support d'un joint d'étanchéité dynamique, montée en relation de proximité des cellules de détection et entre le vilebrequin et la boîte de vitesses d'un moteur d'un véhicule automobile. 11-Capteur selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la cible (13) est entraînée en rotation par le vilebrequin ou l'arbre à cames, en étant montée à l'intérieur du bloc moteur d'un véhicule automobile et en relation de proximité des cellules de détection (3,8). 12-Dispositif de sécurité, caractérisé en ce qu'il comporte : * un capteur (1) conforme à l'une des revendications 1 à 11, 'et des moyens de contrôle (14) reliés aux moyens d'analyse (11) et permettant : - de comparer le code identité (C) du capteur et un code d'identification (CI), - et lorsque le code d'identité (C) du capteur correspond au code d'identification (CI), d'autoriser la sortie du signal périodique de référence (So), - et lorsque le code d'identité du capteur ne correspond pas au code d'identification (CI), à inhiber la sortie du signal périodique de référence (So). 13-Dispositif de sécurité selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens de contrôle (14) sont intégrés au capteur (1).