Brevet FR2860931A1 — publié le 20050415

Le secteur technique de la présente invention est celui des systèmes de transmission de données et concerne plus précisément la transmission de données relatives aux pneumatiques d'un véhicule. Afin d'assurer la sécurité et le confort du conducteur d'un véhicule automobile, il est impératif de connaître et de pouvoir agir sur les données relatives aux pneumatiques du véhicule et notamment la température et la pression de ceux-ci. De plus en plus de roues de véhicules sont équipées de capteurs d'usure, de température ou de pression, et parfois même de vannes de gonflage/dégonflage du pneumatique. Lors du déplacement du véhicule, la roue du véhicule est en rotation, il n'est donc pas possible d'utiliser une liaison filaire pour transmettre des données ou des instructions entre la roue et les dispositifs d'affichage et de commande, généralement situés dans l'habitacle du véhicule. Le mode de transmission de données considéré comme le plus efficace par les constructeurs automobiles est le 20 système de transmission par ondes radio Ainsi, la demande de brevet WO-00/74958 propose un dispositif de mesure et de transmission de la pression d'un pneumatique comportant un plot de transmission porté par la jante et couplé à une antenne de réception fixée sur le châssis du véhicule. Un tel dispositif présente un inconvénient majeur. En effet, la jante métallique représente un obstacle à la transmission des données. Ainsi, lorsque la jante s'interpose entre l'émetteur et l'antenne de réception alors que celles- ci échangent des données, la transmission est brutalement interrompue et les données ou consignes reçues peuvent s'en trouver erronées. De plus, la visibilité directe entre l'antenne d'émission et celle de réception est limitée à un angle de transmission, lorsque le véhicule roule à une vitesse trop élevée, le créneau temporel durant lequel l'antenne d'émission se trouve dans cet angle de transmission est inférieur à la durée de transmission des données. Le conducteur est alors obligé de ralentir pour que la communication se fasse correctement. Un autre inconvénient d'un tel dispositif demeure dans le fait que l'utilisateur vérifie l'état de son véhicule, et donc de ses pneumatiques, lors du démarrage de celui-ci. Or, si la jante est interposée entre l'émetteur et l'antenne de réception, ceux-ci ne peuvent communiquer et le conducteur est contraint à faire rouler son véhicule pour connaître les paramètres de ses pneumatiques. Le but de la présente invention est de fournir un dispositif permettant la transmission de données et/ou de consignes entre une roue et le châssis d'un véhicule, quelle que soient la position et la vitesse de rotation de la roue. L'invention a donc pour objet un dispositif de transmission de données relatives au pneumatique d'une roue de véhicule, comportant au moins un émetteur et une antenne portée par la jante de la roue, caractérisé en ce que l'antenne est circulaire pour constituer une boucle fermée autour de la jante. Selon une caractéristique, l'antenne est portée par la surface latérale de la jante de la roue de véhicule. Selon une autre caractéristique, l'antenne est située entre la jante et le pneumatique de la roue de véhicule. Selon encore une autre caractéristique, la jante réalise 25 la fonction de masse capacitaire de l'antenne. Selon une autre caractéristique, l'antenne est isolée de la jante par un support isolant. Selon une autre caractéristique, l'émetteur est composé d'éléments permettant d'envoyer et de recevoir des 30 informations. Selon une autre caractéristique, le dispositif comprend des moyens permettant de le connecter à des capteurs et à une vanne de gonflage/dégonflage. Selon encore une autre caractéristique, l'antenne 35 présente un rayonnement sur 360 . Enfin, l'invention concerne également un système de gonflage et de dégonflage d'une roue de véhicule, comportant un dispositif selon l'invention. Un tout premier avantage du dispositif selon l'invention réside dans le fait qu'il soit toujours opérationnel, quelle que soit la vitesse du véhicule et quelle que soit la position de la roue. Un autre avantage réside dans le fait qu'il peut s'adapter à des longueurs de périmètre de jante différent. Un autre avantage réside dans le fait qu'il n'est pas affectée par la masse métallique de la jante. Un autre avantage réside dans le fait qu'une fois le dispositif installé sur la jante, on peut changer le pneumatique sans avoir à démonter le dispositif. Avantageusement encore, la jante participe aux paramètres d'impédance caractéristique de l'antenne. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels: - la figure 1 est un schéma illustrant un exemple d'utilisation d'un dispositif de transmission de données 20 selon l'invention dans un système de gonflage/dégonflage de pneumatique de véhicule, - la figure 2 illustre la capacité d'une ligne électrique à développer un lobe de rayonnement, - la figure 3 est une vue partielle en coupe d'une roue 25 de véhicule équipée du dispositif selon l'invention, et - la figure 4 représente schématiquement la jante d'une roue de véhicule équipée du dispositif selon l'invention. La figure 1 est un schéma illustrant un exemple d'utilisation d'un dispositif de transmission de données dans 30 un système de gonflage/dégonflage de pneumatiques de véhicule. Dans cet exemple de réalisation, le système de gonflage/dégonflage est composé d'une antenne 4 et d'un connexion avec un un capteur 7 de vanne 8 de boîtier 5 qui comprend des moyens de capteur 6 de température du pneumatique, 35 pression du pneumatique et une gonflage/dégonflage. Le boîtier 5 et l'antenne 4 constituent le dispositif de transmission de données selon l'invention. Le boîtier 5 assure ici une fonction d'émetteur. Les capteurs 6 et 7 sont situés à l'intérieur du pneumatique de la roue. La vanne 8 est une vanne de gonflage/dégonflage de type connu, disposée sur la jante de la roue ou dans le pneumatique. Le boîtier 5 constitue un émetteur, le cas échéant un émetteur-récepteur, et comprend des éléments permettant d'envoyer et de recevoir des information. On pourra notamment se référer au brevet FR-2 822 414 qui décrit amplement une vanne de gonflage/dégonflage adaptée à un tel montage. Le boîtier 5 communique par l'intermédiaire de l'antenne 4 avec un récepteur 20, lui-même relié à une interface 21. L'interface 21 est par exemple disposée dans l'habitacle du véhicule et permet au conducteur du véhicule d'une part de lire les données issues des capteurs 6 et 7 et d'autre part de contrôler la vanne 8 afin de gonfler ou de dégonfler le pneumatique. Le boîtier 5 comporte notamment une source d'énergie et des composants électroniques permettant d'une part d'intégrer les informations issues des capteurs 6 et 7 et de délivrer vers l'antenne 4 un signal électrique dont la fréquence et l'intensité correspondent aux mesures relevées par les capteurs et d'autre part d'intégrer le signal correspondant aux consignes envoyées par le récepteur 20 afin d'agir sur la vanne 8. Le boîtier 5 assure donc une fonction d'émetteur mais également de récepteur. La source d'énergie alimentant le boîtier 5 est une source d'énergie connue de l'homme de l'art et déjà largement utilisée, tels des batteries électriques ou une télé-alimentation du type transpondeur. Cet exemple de réalisation n'est pas limitatif. On pourra notamment envisager une réalisation plus simple ne comportant pas de vanne de gonflage/dégonflage, mais uniquement des capteurs, une antenne et un boîtier, ce dernier sera alors uniquement un boîtier émetteur. La figure 2 illustre la propriété d'une ligne électrique 14, chargée sur son impédance caractéristique, de développer un lobe 40 de rayonnement dans le plan de cette ligne. La ligne 4 est donc connectée par une extrémité à une source 41 de courant à haute fréquence et par son autre extrémité à une charge 43 égale à l'impédance de la ligne. Plus la ligne 14 est longue, en nombre de longueur d'onde, plus le lobe 40 est fin et puissant. Pour fonctionner correctement comme antenne, cette ligne doit avoir au minimum une dimension d'une longueur d'onde. L'impédance de cette ligne est déterminée par la formule 1 ci-dessous: Z = k(138Log(4h/D)) (1) D = Diamètre du conducteur de la ligne 14. h = Hauteur de la ligne au dessus du plan de sol 42. Z = Impédance caractéristique de la ligne 14 en Ohm. k = constante diélectrique du matériau entre la ligne et le plan de sol 42. Pour l'air: k = 1. Les figures 3 et 4 illustrent l'application des propriétés d'une ligne électrique à un dispositif de transmission de données selon l'invention. La ligne électrique développant le lobe de rayonnement est constituée par une antenne circulaire 4 disposée en boucle semi-fermée entre la jante 2 et le pneumatique 3 d'une roue de véhicule. La jante 2 réalise ici la fonction de masse capacitaire et une charge 43 d'antenne est placée entre l'antenne 4 et la jante 2. L'antenne 4 est rebouclée sur un émetteur 5 et éloignée de la jante 2 par un support isolant 44. Le support 44 permet d'une part d'isoler l'antenne 4 de la jante 2 et d'autre part d'assurer une distance h sensiblement constante entre la jante et l'antenne. L'émetteur 5 et la charge 43 sont placés proche l'un de l'autre afin que l'antenne 4 réalise une boucle semi-fermée. Une telle configuration du dispositif permet à l'antenne 4 de présenter un lobe fin 40 de rayonnement sur 360 . Le fait que l'antenne 4 ne soit pas totalement circulaire ne constitue pas une gêne pour obtenir un lobe sur 360 . En effet, si à proximité de l'antenne 4, le lobe 40 n'est pas totalement circulaire, il suffit d'une distance de quelques centimètre à la périphérie de l'antenne 4 pour que les extrémités du lobe se rejoignent et que ce dernier Le lobe 40 aura une hauteur H suffisante pour qu'un récepteur 20 situé, par exemple sur le châssis du véhicule 22, au-dessus du pneumatique soit en permanence à l'intérieur de celui-ci. Dans le cadre de l'utilisation du dispositif selon l'invention dans un système de gonflage/dégonflage d'un pneumatique, le support isolant 44 pourra contenir aussi l'électronique du capteur 7 de pression. La jante 2 sera avantageusement utilisée comme masse capacitaire et, de ce fait, participera au rayonnement de l'ensemble. La forme (profil) du support isolant 44 devra être adaptée de telle manière qu'elle protège l'antenne 4 au moment du montage du pneumatique. L'impédance de l'antenne 4 est déterminée par la formule 15 1 illustrée par la figure 2 où : D = Diamètre du fil d'antenne 4, h = distance entre l'antenne 4 et la jante 2, et Z = Impédance caractéristique de l'antenne 4 en Ohm. k = constante diélectrique du support 44 entre l'antenne 20 4 et la jante 2. Par exemple, pour un isolant 44 en Téflon k= 2, 17. Par exemple, lorsqu'elle est soumise à un courant électrique de fréquence de 2,4 GHz, une antenne fixée sur une jante de 16 pouces aura pour longueur 10,6 longueur d'onde. Sur la fréquence de 434 MHz cette même antenne aura 1,8 longueur d'onde. La distance entre l'antenne 4 et la jante 2 fixe l'impédance caractéristique de celle-ci. Elle peut être de quelques mm seulement. L'utilisation d'une fréquence de 434 MHz présente l'avantage de se situer dans la bande de fréquences ISM (Industrielle, Scientifique et Technique), cette bande de fréquence étant entièrement libre d'exploitation. Le fonctionnement de cette antenne est optimisé pour des transpondeurs de surveillance de pneumatiques travaillant dans les bandes de fréquences SHF (Super Haute Fréquence) (2,4 GHz), mais elle peut aussi être utilisée avec des modules roue à pile fonctionnant sur les bandes UHF (Ultra Haute Fréquence). Un tel dispositif peut par exemple être utilisé en relation avec une vanne de gonflage/dégonflage d'un pneumatique de véhicule. On pourra par exemple se référer au brevet FR-2 822 414 qui décrit une roue de pneumatique pour véhicule apte à être gonflée ou dégonflée du type constitué d'une enveloppe externe montée sur une jante. Elle comprend une enveloppe interne disposée au fond de la jante et apte à constituer une réserve d'air sous pression élevée, un premier actionneur intégré dans l'enveloppe interne autorisant le passage de l'air vers l'enveloppe externe pour assurer son gonflage, un second actionneur intégré dans l'enveloppe externe autorisant l'évacuation de l'air vers l'extérieur pour assurer son dégonflage. L'actionneur comprend un moyen d'ouverture, un moyen pour commander l'ouverture et une source d'énergie électrique constituée par un système électronique apte à récupérer et à stocker l'énergie issue de l'inertie liée à l'accélération ou la décélération du véhicule ou la déformation cyclique du pneumatique. Dans cet exemple de réalisation l'enveloppe interne pourrait par exemple réaliser la fonction de support isolant 44. Ces exemples, sont donnés à titre illustratif, on pourra envisager d'autres modes de réalisation de l'invention. Dans certains cas, il pourra notamment être judicieux de placer l'antenne 4 non pas entre la jante et le pneumatique mais sur la surface latérale de la jante 2 de la roue de véhicule. Une telle variante de réalisation de l'invention permet notamment une maintenance et un contrôle plus aisé du dispositif. 8 REVENDICATIONS 1. Dispositif de transmission de données relatives au pneumatique d'une roue de véhicule, comportant au moins un émetteur (5) et une antenne (4) portée par la jante (2) de la roue, caractérisé en ce que l'antenne (4) est circulaire pour constituer une boucle semi-fermée autour de la jante (2). 2. Dispositif de transmission de données selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'antenne (4) est portée par la surface latérale de la jante (2) de la roue de Io véhicule. 3. Dispositif de transmission de données selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'antenne (4) est située entre la jante (2) et le pneumatique (3) de la roue de véhicule. 4. Dispositif de transmission de données selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la jante (2) réalise la fonction de masse capacitaire de l'antenne (4). 5. Dispositif de transmission de données selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'antenne (4) est isolée de la jante (2) par un support isolant (44). 6. Dispositif de transmission de données selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que l'émetteur (5) est composé d'éléments permettant d'envoyer et de recevoir des informations. 7. Dispositif de transmission de données selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens permettant de le connecter à des capteurs (6, 7) et à une vanne (8) de gonflage/dégonflage. 8. Dispositif de transmission de données selon l'une 30 quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'antenne présente un rayonnement sur 360 . 9. Système de gonflage et de dégonflage d'une roue de véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif selon l'une des revendications précédentes.