FR2853093A1 - Systeme de compensation des derives d'une horloge pour vehicule automobile - Google Patents
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Abstract
Ce système à horloge, pour véhicule automobile (1) comportant un récepteur GPS apte à délivrer, lorsqu'il est actif, un signal de référence temporelle (6), est caractérisé en ce que l'oscillateur de ce système est formé par l'oscillateur (4) du récepteur GPS (3), et en ce qu'il comporte des moyens (8) de traitement d'informations raccordés à des moyens (11) de mesure de température de l'oscillateur (4) et comprenant des moyens (10) de détermination d'une fonction de dérive en fréquence en température de l'oscillateur (4) sur la base du signal de référence temporelle (6) et de mesures de température, lorsque ce récepteur GPS (3) est actif, des moyens (14) d'estimation de la dérive en fréquence en température de l'oscillateur (4), lorsque le récepteur GPS (3) est inactif, et des moyens (9) de recalage pour recaler l'horloge en fonction de la dérive en fréquence en température estimée, lorsque le récepteur GPS (3) est inactif.
Description
I
La présente invention concerne un système de compensation des dérives d'une horloge d'un système d'horloge à oscillateur pour véhicule automobile.
La majorité des véhicules automobiles sont aujourd'hui munis d'une 5 horloge de bord qui sert à afficher l'heure à l'utilisateur du véhicule automobile, mais également à la bonne gestion de différents organes fonctionnels du véhicule automobile, qui nécessitent une connaissance précise de l'heure et de la date comme par exemple des services télématiques ou un récepteur de positionnement global par satellites.
De façon classique, une horloge d'un véhicule automobile est régulièrement mise à jour sur la base d'oscillations d'un système à oscillateur du type oscillateur à quartz. Cependant, la fréquence de tels oscillateurs est sujette à variations qui dépendent des conditions de fonctionnement de l'oscillateur, comme des variations de température, l'usure ou les vibrations auxquelles est 15 soumis cet oscillateur. En conséquence du décalage en fréquence de cet oscillateur, l'horloge du véhicule automobile se décale également, ne présentant alors plus d'informations d'heure précises.
On connaît dans l'état de la technique des systèmes de correction des dérives en fréquence en température de l'oscillateur ayant pour but de corriger la 20 dérive en fréquence de l'oscillateur due aux variations de la température.
Un procédé connu consiste à sélectionner pour le système d'horloge du véhicule automobile, un oscillateur à quartz qui se caractérise par une courbe de dérive en fréquence en température en forme de " S ", ce qui permet une relative compensation des dérives dues à la température avec un point de 25 rotation (changement de signe de la dérive en fréquence du quartz) calibré à une température comprise entre +250C et +30'C. Ceci permet de compenser en moyenne les dérives en fréquence positives et négatives. Il résulte de ce type de correction une consommation importante en énergie, en particulier quand le véhicule est à l'arrêt et éteint, et malgré tout une dérive importante de l'heure en 30 fonction de la stabilité des conditions climatiques.
On connaît par ailleurs un dispositif à oscillateur à quartz compensé en température par commande numérique comme celui commercialisé sous le nom " DS4000 " de la société " Maxim Integrated Product Inc. " basée â Sunnyvalley, Californie, USA. Ce dispositif comporte un oscillateur à quarhz dont les dérives en fréquence sont corrigées sur la base de mesures de températures par un capteur de température numérique et d'un modèle de dérive en fréquence en température étalonné en usine.
Un tel dispositif ne permet pas de corriger les erreurs dues à la 5 variation des paramètres du modèle de dérive en fréquence de l'oscillateur en température lors du cycle de vie de cet oscillateur puisque les paramètres sont étalonnés une seule fois au début de l'utilisation de celui-ci. Une dérive de l'horloge peut alors apparaître et ne peut pas être corrigée de façon automatique.
Le but de la présente invention est de résoudre les problèmes 1 0 susmentionnés.
A cet effet, l'invention a pour objet un système de compensation des dérives d'une horloge d'un système d'horloge à oscillateur pour véhicule automobile comportant un récepteur d'un système de positionnement global par satellites intégrant un oscillateur à quartz et apte à délivrer, lorsqu'il est actif, un 15 signal de référence temporelle, caractérisé en ce que l'oscillateur du système d'horloge est formé par l'oscillateur à quartz du récepteur du système de positionnement global par satellites, et en ce qu'il comporte des moyens de traitement d'informations raccordés à des moyens de mesure de température de l'oscillateur à quartz et comprenant: des moyens de détermination d'une fonction de dérive en fréquence en température de l'oscillateur à quartz sur la base du signal de référence temporelle et de mesures de température, lorsque ce récepteur du système de positionnement global par satellites est actif, des moyens d'estimation de la dérive en fréquence en température de 25 l'oscillateur à quartz, lorsque le récepteur du système de positionnement global par satellites est inactif, et des moyens de recalage de l'horloge pour recaler l'horloge en fonction de la dérive en fréquence en température estimée, déterminée par les moyens d'estimation, lorsque le récepteur du système de positionnement global 30 par satellites est inactif.
Selon une autre caractéristique, le système de compensation selon l'invention est caractérisé en ce que les moyens de détermination de la fonction de dérive en fréquence de l'oscillateur à quartz sont raccordés à des moyens de mesure de la fréquence de l'oscillateur à quartz et sont adaptés pour déterminer une fonction de dérive en fréquence parabolique de l'oscillateur à quartz selon la relation: f(T)= fo + K(T-To)2 o f représente la fréquence de l'oscillateur à quartz, T représente la température de l'oscillateur à quartz, f0 représente la fréquence maximale de l'oscillateur à quartz, To représente la température pour laquelle la fréquence maximale de l'oscillateur à quartz est atteinte et K représente un coefficient de dérive en fréquence.
Selon une autre caractéristique, le système de compensation selon l'invention est caractérisé en ce que les moyens de détermination de la fonction de dérive en fréquence de l'oscillateur à quartz sont adaptés pour determiner et stocker dans des moyens de stockage, les paramètres a, b et c d'une fonction parabolique en température selon la relation: f(T) = aT2 +bT + c o a = K, b = -2KTo et c= T02, par l'utilisation d'un algorithme numérique discret d'estimation iteratif, de période Tr prédéterminée, comprenant une étape de calcul d'une erreur d'estimation selon la relation: s(kTr) = y(kTr)- vT (kTr)È(kTr) o s(kTï) est l'erreur d'estimation à l'instant k1, y(k,) est la mesure de la fréquence de l'oscillateur à quartz à l'instant k,., È(kl) est le vecteur des paramètres estimés (â(kTr) b(kTr) c(kT,.)Tà l'instant kTr, v(kTr) est le vecteur (T2(kT,) T(kTr) )ly' formé à partir de la mesure T(kT,) de la température à 25 l'instant kTr, et une seconde étape de mise à jour des paramètres estimés selon la relation: b((k + 1)Tr) = (kTr) + (kT v(kT) r (kT r)J o yest un paramètre de réglage de l'algorithme compris strictement entre 0 et 2, l'algorithme étant exécuté tant que le récepteur du système de positionnement global par satellites est actif.
Selon une autre caractéristique, le système de compensation selon l'invention est caractérisé en ce que les moyens d'estimation de la dérve ein fréquence de l'oscillateur à quartz sont adaptés pour estimer régulièrement, à une première fréquence donnée 1/Tel la dérive en fréquence en utilisant des mesures de la température et des résultats déterminés par les moyens de 10 détermination selon la relation: f(T(kTI)) = 9v(kTe) o f(Té(klJ) représente l'estimation de la dérive en fréquence de l'oscillateur à quartz à l'instant kTl, v(kTe)est le vecteur (T2(kT,) T(kTJ) If formé à partir de la mesure 7'(ki,) de la température à l'instant kT', et bf 15 représente de la dernière valeur obtenue pour b avant la désactivation du récepteur du système de positionnement global par satellites.
Selon une autre caractéristique, le système de compensation selon l'invention est caractérisé en ce que les moyens de recalage sont adaptés pour recaler régulièrement l'horloge sur la base du signal de référence temporelle 20 lorsque le récepteur du système de positionnement global par satellites est actif.
Selon une autre caractéristique, le système de compensation selon l'invention est caractérisé en ce que les moyens de recalage sont adaptés pour calculer à une première fréquence donnée 1/Te, lorsque le récepteur du système de positionnement global par satellite est inactif, un nombre d'unités de temps à 25 ajouter à un compteur d'unités de temps, en fonction de l'estimation de la dérive en fréquence de l'oscillateur à quartz.
Selon une autre caractéristique, le système de compensation selon l'invention est caractérisé en ce que le calcul à une première fréquence donnée I/IT du nombre d'unités de temps à ajouter au compteur d'unités de temps est, 30 effectué sur la base de la dérive de l'horloge due à la dérive en fréquence estimée de l'oscillateur à quartz selon la relation: AH(kT) T o AH(k7l) est la dérive de l'horloge à l'instant k7, induite par la dérive en fréquence estimée de l'oscillateur à quartz f(I'(ki'e) à l'instant klT, 5 calculée par les moyens d'estimation et J, représente la fréquence nominale de l'oscillateur à quartz.
Selon une autre caractéristique, le système de compensation selon l'invention est caractérisé en ce que, lorsque le récepteur du système de positionnement global par satellites est inactif, les moyens de recalage sont 10 adaptés pour recaler périodiquement, à une seconde fréquence donnée, l'horloge par ajout de la valeur du compteur d'unités de temps à l'horloge.
Selon une autre caractéristique, le système de compensation selon l'invention est caractérisé en ce que le compteur d'unité de temps comporte un compteur d'impulsions du système d'horloge du récepteur du système de 15 positionnement global par satellites.
Selon une autre caractéristique, le système de compensation selon l'invention est caractérisé en ce que, lorsque le récepteur du système de positionnement global par satellites est inactif, les moyens de recalage sont adaptés pour recaler l'horloge à l'activation du récepteur du système de 20 positionnement global par satellites par ajout de la valeur du compteur d'unités de temps à l'horloge.
Selon une autre caractéristique, le système de compensation selon l'invention est caractérisé en ce que le compteur d'unité de temps comporte un accumulateur de dérive.
Selon une autre caractéristique, le système de compensation selon l'invention est caractérisé en ce que les moyens de traitement d'information sont formés par le processeur de traitement du récepteur du système de positionnement global par satellites.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la 30 description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 représente une vue schématique d'un système de compensation selon l'invention, - la figure 2 représente un organigramme d'un premier mode de fonctionnement de moyens de recalage de l'horloge entrant dans la constitution d'un système selon l'invention, et - la figure 3 représente un organigramme d'un second mode de fonctionnement des moyens de recalage de l'horloge entrant dans la constitution d'un système selon l'invention.
Sur la figure 1, on a schématisé un véhicule automobile 1 qui est muni 10 d'un système d'horloge comportant une horloge 2 et d'un récepteur 3 d'un système de positionnement par satellites de type classique.
Ce système comporte un oscillateur à quartz 4 de fréquence nominale Jn dont on modélise la dérive en fréquence en température par exemple par une fonction polynomiale du second ordre, c'est-à-dire par une fonction de dérive en 15 fréquence en fonction de la température parabolique, selon la relation: f (T) = fo + K(T-I)2 (1) o f représente la fréquence de l'oscillateur à quartz 4, T représente la température de l'oscillateur à quartz 4, f0 représente la fréquence maximale de l'oscillateur à quartz 4, T. représente la température pour laquelle la fré20 quence maximale de l'oscillateur à quartz 4 est atteinte et K représente un coefficient de dérive en fréquence.
Typiquement, un oscillateur classiquement utilisé dans un récepteur de système de positionnement global par satellites présente les caractéristiques suivantes: f, = 32768Hz, fo =32768 Hz 0,5Hz, T7 compris entre +250C et 25 +280C et K _ 35ppm I/ C2 + 0,002 ppm / C2 (ppm signifiant part par milion).
La valeur et l'incertitude sur ces paramètres varient d'un composant et d'un constructeur à l'autre. Même étalonnées en usine, elles sont sujettes à variations pendant le cycle de vie de l'oscillateur en fonction de l'usure et des vibrations auxquelles il est soumis, etc... On voit alors tout l'intérêt de l'invention 30 de déterminer cette fonction régulièrement pour tenir compte desdites variations de ses paramètres.
La relation (1) ci-dessus peut également s'écrire sous la forme développée: f (T) = aT2+bT+c (2) o a=K, b=-2KT, et c=T02.
Selon l'invention, I'oscillateur du système d'horloge du véhicule automobile est celui du récepteur 3 du système de positionnement global par satellites (récepteur GPS dans la suite de la description) ce qui permet de faire l'économie d'un oscillateur spécifique pour le système d'horloge.
Pour le maintien de l'heure exacte, deux phases de fonctionnement du 10 système selon l'invention doivent être distinguées: une phase pendant laquelle le récepteur 3 GPS est actif, c'est-à-dire apte à recevoir et traiter au moins un signal GPS 5a d'au moins un satellite 5 du système de positionnement global par satellites et délivrer au reste du système un signal 6 correspondant à une référence temporelle, et une phase pendant laquelle le récepteur 3 GPS est 1 5 inactif.
Lorsque le récepteur 3 GPS est actif, il reçoit en effet d'au moins un satellite 5 du système de positionnement global par satellites, un signal GPS Sa à une impulsion par seconde. Ce signal GPS 5a de période de 1 seconde est alors traité et délivré sous forme du signal de référence temporelle 6 par des moyens 7 20 d'émission à une unité 8 de traitement d'informations chargée de mettre à jour l'horloge 2 du système d'horloge grâce à une unité 9 de recalage de l'horloge 2 qui utilise ce signal 6 délivré par le récepteur 3 GPS pour mettre jour l'horloge 2 toutes les secondes.
Le signal 6 est également utilisé comme référence temporelle de 25 période de 1 seconde par des moyens 10 de détermination de la fonction de dérive en fréquence en température de l'oscillateur à quartz 4. Ces moyens 10 déterminent le jeu de paramètres a, b, c de la fonction décrite dans l'équation (2) et par conséquent le jeu de paramètres Jo, T0 et K de la fonction décrite par l'équation (1).
Pour cela, les moyens 10 de détermination utilisent un algorithme numérique discret (c'est-à-dire échantillonné dans le temps) d'estimation itératif, fonctionnant à une période Tr qui peut correspondre à celle de la référence temporelle, Le choix de la période T, dépend de la capacité de calcul du circuit mettant en oeuvre l'invention. Il est possible, à partir du signal de référence temporelle, d'obtenir des signaux de fréquence inférieure à 1 Hz par l'utilisation, par exemple, d'un diviseur de fréquence.
Cet algorithme met en oeuvre deux étapes, à savoir une première étape correspondant à une étape dite d'" innovation " pour calculer une erreur d'estimation et une seconde étape correspondant à une étape dite d' " estimation " pour mettre à jour des paramètres estimés.
Il utilise des mesures de température et de fréquence de l'oscillateur à 10 quartz 4 délivrées par des moyens 1 1 de mesure de la température de l'oscillateur à quartz 4 et des moyens 12 de mesure de la fréquence de l'oscillateur à quartz 4 raccordés à l'unité de traitement d'informations 8.
La première étape consiste à calculer l'erreur d'estimation selon la relation: e(kT,.)-=y(kT1)-vT(kTr)È(kTr) (4) o e(kT.)est l'erreur d'estimation à l'instant kTT, y(kT,)est la mesure de la fréquence de l'oscillateur à quartz 4 à l'instant kTr, v(kT,) est le vecteur (T2 (kTr) T(kTr) If formé à partir de la mesure T(kT,.) de la température de I'oscillateur à quartz 4 à l'instant k7; et b(kTr) est le vecteur 20 (â(kT,.) b(klT;) C(kT))Tdes paramètres estimés de la fonction de dérive en fréquence en température à l'instant kT,.
L'erreur d'estimation correspond à l'erreur qui existe entre la mesure de la fréquence de l'oscillateur à quartz 4 et l'estimation de cette même fréquence sur la base de la mesure de la température et de la valeur des 25 paramètres estimés. La mesure y(kTf) est effectuée par les moyens 12 de mesure de la fréquence, par exemple, en comptant sur l'intervalle de temps défini par deux impulsions successives du signal de référence temporelle 6, c'està-dire entre les instants d'échantillonnage (k-1)7, et k,., le nombre d'impulsions délivrées par l'oscillateur à quartz 4 ce qui permet de déduire ainsi 30 sa fréquence.
La seconde étape de l'algorithme consiste à mettre à jour lesdits paramètres estimés a, b et c selon la relation: È9((k+1)Tr)= 9(kTr)+ (kT1 v(kT.) (3) r IIV(kTr)II2 o y est un paramètre scalaire compris strictement entre 0 et 2. Une fois la mise à jour de O effectuée, la nouvelle valeur est mémorisée dans des moyens de stockage de données 13 des moyens 10 de détermination pour une 5 utilisation ultérieure lors de la phase pendant laquelle le récepteur 3 GPS est inactif, comme cela sera décrit plus en détail par la suite.
Une fois cette étape terminée, on recalcule une nouvelle erreur d'estimation pour l'instant (k+1)Tr puis une nouvelle mise à jour de a pour l'instant (k+2)T, et ainsi de suite. L'algorithme fonctionne ainsi tant que le 10 récepteur 3 GPS est actif.
L'intérêt de cet algorithme est qu'il est construit de telle sorte que l'erreur d'estimation converge vers 0.
Ceci signifie que pour toutes précisions positives dca, db et dc sur les paramètres a, b et c respectivement, il existe un entier naturel k, dépendant 15 des valeurs choisies pour les paramètres de l'algorithme, du niveau du bruit de mesure ainsi que la valeur initiale de b, tel que â(kT, ) soit compris dans l'intervalle [a - ga a + ga] et b(kTr) soit compris dans l'intervalle lb - db b + ôdb et (kTI) soit compris dans l'intervalle [c - & c +&].
Ce type de résultat est classique et est connu par l'homme du métier. 20 La valeur du paramètre y est choisie pour régler le comportement de cet algorithme selon les techniques d'estimation bien connues et le choix de la valeur initiale de È se fait également par les mêmes techniques. On pourra également noter que leur choix ne change pas la nature de l'algorithme, c'est-à-dire sa convergence, et que ce choix fait partie du savoir faire de l'homme du métier de 25 l'estimation.
Pour È, il peut s'agir par exemple d'une valeur initialement déterminée en usine.
Lorsque cet algorithme est de nouveau exécuté après la phase inactive, la valeur de È stockée dans les moyens 13 de stockage peut être 30 utilisée comme valeur initiale.
La seconde phase de fonctionnement du système selon l'invention est la phase pendant laquelle le récepteur 3 GPS est inactif Lorsque celui-ci est inactif, il ne traite plus de signal en provenance d'au moins un satellite du système de positionnement global par satellites et l'horloge 2 est mise à jour de 5 façon classique grâce à l'oscillateur à quartz 4 et est donc sujette à un décalage ayant pour cause la dérive en fréquence de l'oscillateur à quartz 4 due aux variations de température.
La valeur de È stockée dans les moyens 13 de stockage est alors utilisée par des moyens 14 d'estimation de la dérive en fréquence de l'oscillateur 10 pour estimer la valeur de la dérive en fréquence en température de l'oscillateur à quartz 4 qui sert par la suite à compenser la dérive de l'horloge 2 induite par ladite dérive en fréquence estimée.
Les moyens 14 d'estimation estiment, à une première fréquence donnée II/Te par exemple 1 Hz, la dérive en fréquence en température de 15 l'oscillateur à quartz 4 sur la base de mesures de température délivrées toutes les Te secondes par les moyens 11 de mesure de température de l'oscillateur à quartz 4 selon la relation: f(T(kTe)) = È Tv(kTe) (5) o f(T(k7e)) représente l'estimation de la dérive en fréquence de 20 l'oscillateur à quartz 4 à l'instant kTe, v(kTe)est le vecteur (T2(kTe) T(kT7) If formé à partir de la mesure T(kTe) de la température à l'instant kTe et bf est la dernière valeur obtenue pour È avant la désactivation du récepteur 3 GPS, c'est-à-dire la valeur de È stockée dans les moyens 13 de stockage.
La valeur f("(k,')) est alors envoyée aux moyens 9 de recalage de 25 l'horloge 2 qui en déduisent la dérive de l'horloge 2 due à cette dérive en fréquence estimée selon la relation f f(T(k.) - f AH(kTI)- e= T (6) fn o AH(kli,) représente la dérive de l'horloge pendant l'intervalle de temps [(k - 1)T, kTeJ correspondant à la dérive en fréquence en température 30 estimée de l'oscillateur à quartz 4. Cette dérive de l'horloge est ensuite traduite il en nombre d'impulsions Ai(kTe) d'horloge à ajouter à l'horloge pour compenser cette dérive d'horloge. Il est à noter qu'ici la notion d'ajouter un nombre d'impulsions à l'horloge signifie l'ajout d'un nombre d'impulsions positif ou négatif à l'horloge puisque AI peut être positif si la fréquence estimée de l'oscillateur à 5 quartz 4 est inférieure à la fréquence nominale et négatif si la fréquence estimée de l'oscillateur à quartz 4 est supérieure à la fréquence nominale et qu'une impulsion correspond à 1/f. seconde.
Cette compensation est obtenue en utilisant un compteur 15 d'impulsions dont le fonctionnement est décrit par la suite.
Il existe deux modes de fonctionnement possibles des moyens 9 de recalage de l'horloge 2 et du compteur 15 d'impulsions pour la compensation de la dérive de l'horloge 2 lors de la phase pendant laquelle le récepteur 3 GPS est inactif.
Le premier mode de fonctionnement est décrit par l'organigramme de 15 la figure 2, et consiste à récupérer toutes les T7, secondes à un bloc 20 la valeur de f(T(kTI) calculée par les moyens 14 d'estimation. A un bloc 21, on calcule alors la valeur de la dérive de l'horloge AH correspondant à la valeur de f(T(kTI)) et le nombre d'impulsions d'horloge AI associé que l'on ajoute ensuite au compteur 15 d'impulsions. A un bloc 22, on met en oeuvre un test pour savoir 20 si la valeur d'un compteur C de l'unité 8 de traitement d'informations est égale à une valeur prédéterminée 7id, par exemple 60, ce qui correspond à une minute pour Te égal à une seconde.
Si le résultat de ce test est négatif, on incrémente dans un bloc 23 la valeur dudit compteur C puis on retourne au bloc 20.
Si le résultat est positif, on ajoute alors, dans un bloc 24, le nombre d'impulsions à l'horloge correspondant à la valeur du compteur 15 d'impulsions puis, dans un bloc 25, on réinitialise le compteur 15 d'impulsions et le compteur C et on retourne au bloc 20.
Ainsi le calcul de la dérive de l'horloge est effectué toute les T, 30 secondes alors que la compensation de cette dérive s'effectue toutes les Td x 1e secondes.
Dans te cas o l'oscillateur à quartz 4 a une fréquence nominale de 32768 Hz, que Te = 1 seconde et Td =60, on obtient alors que l'ajout d'une impulsion par minute à l'horloge correspond à une correction de +/- 0,5 ppm.
Il est évidemment possible de choisir Td =1, ce qui signifie que la compensation de la dérive de l'horloge est effectuée toutes les Teé secondes.
Comme le récepteur 3 GPS est équipé d'un système d'horloge en temps réel pour suivre l'évolution du mouvement des satellites qui comprend l'oscillateur à quartz 4, le système d'horloge du récepteur 3 GPS contient de manière classique un compteur d'impulsions relié à l'oscillateur à quartz 4 qu'il 10 est possible de choisir comme le compteur 15 d'impulsions de la présente invention dans ce premier mode de fonctionnement.
Le second mode de fonctionnement des moyens 9 de recalage lors de la phase de veille du récepteur 3 GPS est décrit par l'organigramme de la figure 3 et consiste à récupérer toutes les Tre secondes à un bloc 30 la valeur de 15 f(T(kT")) calculée par les moyens 14 d'estimation.
A un bloc 31, on calcule alors la valeur de la dérive de l'horloge AH correspondant à cette valeur et le nombre d'impulsions AI associé que l'on ajoute au compteur 15 d'impulsions. A un bloc 32, on met en oeuvre un test pour savoir si le récepteur 3 GPS a été activé. Si ce résultat est positif, on ajoute dans 20 un bloc 33, le nombre d'impulsions à l'horloge correspondant à la valeur du compteur 15 d'impulsions.
Au bloc 34, on réinitialise le compteur 15 d'impulsions et on passe en phase active de fonctionnement du système d'horloge selon l'invention. Si le résultat du test est négatif, on retourne alors au bloc 30.
Le compteur 15 d'impulsions utilisé dans ce second mode de fonctionnement a alors la fonction d'accumulateur de dérive et est adapté pour stocker la dérive totale de l'horloge lors de la phase pendant laquelle le récepteur 3 GPS est inactif.
Les moyens 9 de recalage peuvent être réalisés par un circuit câblé 30 qui reçoit le nombre d'impulsions à ajouter par minute à l'horloge, et les distribue sur une minute ou par un processeur de traitement comme celui du GPS ou tout autre.
Les avantages de la présente invention sont alors nombreux. Cette invention permet en effet d'utiliser des composant de grande diffusion comme les oscillateurs à quartz à fonctions de dérive en fréquence parabolique. De plus la compensation automatique des dérives de l'horloge du véhicule automobile 5 permet d'augmenter les tolérances sur le quartz de l'oscillateur et permet de maintenir une grande précision même après une longue période d'inactivité et une variation des paramètres de la fonction de dérive en fréquence de l'oscillateur. Par ailleurs, ce système de compensation présente une consommation électrique réduite et les calculs requis sont peu gourmands en 10 puissance de calcul ce qui permet facilement d'intégrer les moyens de l'invention dans le processeur de gestion du récepteur GPS. Enfin, les moyens de l'invention peuvent être intégrés en tout ou partie au composant qui réalise la fonction d'horloge en temps réel du récepteur GPS.
Bien entendu d'autres modes de réalisation sont possibles.
Claims (12)
1. Système de compensation des dérves d'une horloge (2) d'un système d'horloge à oscillateur pour véhicule automobile (1) comportant un récepteur (3) d'un système de positionnement global par satellites intégrant un 5 oscillateur à quartz (4) et apte à délivrer, lorsqu'il est actif, un signal de référence temporelle (6), caractérisé en ce que l'oscillateur du système d'horloge est formé par l'oscillateur à quartz (4) du récepteur (3) du système de positionnement global par satellites, et en ce qu'il comporte des moyens (8) de traitement d'informations raccordés à des moyens (11) de mesure de température de 10 l'oscillateur à quartz (4) et comprenant: des moyens (10) de détermination d'une fonction de dérive en fréquence en température de l'oscillateur à quartz (4) sur la base du signal de référence temporelle (6) et de mesures de température, lorsque ce récepteur (3) du système de positionnement global par satellites est actif, des moyens (14) d'estimation de la dérive en fréquence en température de l'oscillateur à quartz (4), lorsque le récepteur (3) du système de positionnement global par satellites est inactif, et des moyens (9) de recalage de l'horloge (2) pour recaler l'horloge en fonction de la dérive en fréquence en température estimée, déterminée par les 20 moyens (14) d'estimation, lorsque le récepteur (3) du système de positionnement global par satellites est inactif.
2. Système de compensation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (10) de détermination de la fonction de dérive en fréquence de l'oscillateur à quartz (4) sont raccordés à des moyens (12) de mesure de la 25 fréquence de l'oscillateur à quartz (4) et sont adaptés pour déterminer une fonction de dérive en fréquence parabolique de l'oscillateur à quartz (4) selon la relation: f(T) = fo + K(T - 7o)2 o f représente la fréquence de l'oscillateur (4) à quartz, T 30 représente la température de l'oscillateur à quartz (4), L. représente la fréquence maximale de l'oscillateur à quartz (4), T0 représente la température pour laquelle la fréquence maximale de l'oscillateur à quartz (4) est atteinte et K représente un coefficient de dérive en fréquence.
3. Système de compensation selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens (10) de détermination de la fonction de dérive en fréquence de l'oscillateur à quartz (4) sont adaptés pour déterminer et stocker dans des moyens (13) de stockage, les paramètres a, b et c d'une fonction parabolique en température selon la relation: f(T)=aT2 +bT+^ o a = K, b =-2KTo et c = T2, par l'utilisation d'un algorithme numérique discret d'estimation itératif, de période Tr prédéterminée, comprenant une étape de calcul d'une erreur d'estimation 10 selon la relation: c(kr,) = y(kTr,)-v (kTr)È(kTr) o c(kTr) est l'erreur d'estimation à l'instant kT,, y(kT,) est la mesure de la fréquence de l'oscillateur (4) à l'instant kT,., b(kT,) est le vecteur des paramètres estimés (â(kTr) b(kT, ) c(kT,.))r à l'instant kT,, v(kT,) est le vecteur 15 (T2(kTr) T(kTr) i) formé à partir de la mesure T(kTr) de la température à l'instant kT,, et une seconde étape de mise à jour des paramètres estimés selon la relation: O((k+1)T,) = È(kT)+ y(kT,) v(kr,) Il,'(kTr)I2 o y est un paramètre de réglage de l'algorithme compris strictement entre 0 et 2, l'algorithme étant exécuté tant que le récepteur (3) du système de positionnement global par satellites est actif.
4. Système de compensation selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens (14) d'estimation de la dérive en fréquence de l'oscillateur à quartz (4) sont adaptés pour estimer régulièrement, à une première fréquence donnée l/T,, la dérive en fréquence en utilisant des mesures de la température et des résultats déterminés par les moyens (10) de détermination selon 30 la relation: f'(T(kTi)) = È"V(kTe) o f(T(kTe)) représente l'estimation de la dérive en fréquence de l'oscillateur à quartz (4) à l'instant kT,, v(kT,)est le vecteur (T2(kTe) T(kTI) I)' formé à partir de la mesure T(kT,) de la température à l'instant kTe et Èf 5 représente de la dernière valeur obtenue pour 0 avant la désactivation du récepteur (2) du système de positionnement global par satellites.
5. Système de compensation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (9) de recalage sont adaptés pour recaler régulièrement l'horloge (2) sur la base du signal de 10 référence temporelle (6) lorsque le récepteur (3) de système de positionnement global par satellites est actif.
6. Système de compensation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (9) de recalage sont adaptés pour calculer à une première fréquence donnée I/Te, lorsque le 15 récepteur (3) est inactif, un nombre d'unités de temps à ajouter à un compteur (15) d'unités de temps, en fonction de l'estimation de la dérive en fréquence de I'oscillateur à quartz (4).
7. Système de compensation selon la revendication 6, caractérise en ce que le calcul à une première fréquence donnée 1/Te du nombre d'unités de 20 temps à ajouter au compteur (15) d'unités de temps est effectué sur la base de la dérive de l'horloge due à la dérive en fréquence estimée de l'oscillateur à quartz (4) selon la relation: _ (T(kT,) - " .T AH(kTe,) = ((ke)-e T o AH(ki/,) est la dérive de l'horloge à l'instant kl' induite par la dérive en fréquence estimée de l'oscillateur à quartz (4) f(I'(k'e) à l'instant k'e calculée par les moyens (14) d'estimation et., représente la fréquence nominale de l'oscillateur à quartz (4).
8. Système de compensation selon la revendication 6 ou 7, caractérisé 30 en ce que, lorsque le récepteur (3) est inactif, les moyens (9) de recalage sont adaptés pour recaler périodiquement, à une seconde fréquence donnée, {'horloge par ajout de la valeur du compteur (15) d'unités de temps à l'horloge (2).
9. Système de compensation selon la revendication 8, caractérisé en ce que le compteur (15) d'unité de temps comporte un compteur d'impulsions du 5 système d'horloge du récepteur du système de positionnement global par satellites.
10. Système de compensation selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que, lorsque le récepteur (3) du système de positionnement global par satellites est inactif, les moyens de recalage (9) sont adaptés pour 10 recaler l'horloge à l'activation du récepteur (3) du système de positionnement par satellites par ajout de la valeur du compteur (15) d'unités de temps à l'horloge (2).
11. Système de compensation selon la revendication 10, caractérisé en ce que le compteur (15) d'unité de temps comporte un accumulateur de 15 dérive.
12. Système de compensation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de traitement d'information (8) sont formés par le processeur de traitement du récepteur (3) du système de positionnement global par satellites.
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