FR3083908A1

FR3083908A1 - Capteur a emission radioelectrique pour roue de vehicule, comportant un circuit adaptateur d'impedance d'antenne a deux modes

Info

Publication number: FR3083908A1
Application number: FR1856395A
Authority: FR
Inventors: Sebastien Kessler; Mohamed Cheikh; Alexis Morin; Frederic LATHIERE
Original assignee: Continental Automotive GmbH; Continental Automotive France SAS
Current assignee: Aumovio Germany GmbH
Priority date: 2018-07-12
Filing date: 2018-07-12
Publication date: 2020-01-17
Anticipated expiration: 2038-07-12
Also published as: FR3083908B1; WO2020011830A1

Abstract

Capteur (6) à émission radioélectrique pour roue de véhicule, adapté à mesurer au moins une grandeur physique et à émettre un signal radioélectrique représentatif de cette grandeur physique mesurée, le capteur comportant un circuit (7) de mesure et d'émission, un circuit adaptateur (8) d'impédance d'antenne, et un circuit d'antenne (9), le capteur comportant un commutateur de sensibilité (20) commandé par le circuit de mesure et d'émission et adapté à commuter le circuit adaptateur d'impédance d'antenne selon deux modes : • un mode dynamique dans lequel le capteur émet ledit signal radioélectrique représentatif de la grandeur physique mesurée, ce signal comportant des trames de données émises selon une première bande passante et un premier facteur de qualité ; et • un mode statique dans lequel le capteur émet un signal radioélectrique selon une deuxième bande passante inférieure ou égale à la première bande passante, et selon un deuxième facteur de qualité plus élevé que le premier facteur de qualité.

Description

L’invention concerne le domaine des équipements électroniques pour véhicules et vise plus particulièrement un capteur à émission radioélectrique pour roue de véhicule, ainsi qu’un procédé de surveillance de la rotation d’une roue de véhicule.

Les capteurs à émission radioélectrique pour roue de véhicule sont des dispositifs courants, notamment dans l’automobile, qui permettent de renseigner le conducteur du véhicule sur divers paramètres relatifs à la roue, comme la pression de gonflage du pneumatique, ou la température à l'intérieur du pneumatique. Ces capteurs sont généralement fixés à l'intérieur du pneumatique de chaque roue, sur la jante. Ces capteurs mesurent une ou plusieurs grandeurs physiques, par exemple la pression et la température, et émettent, à destination d’une unité centrale de commande située à bord du véhicule, un signal radioélectrique représentatif de cette grandeur physique mesurée. L’unité centrale de commande communique ensuite avec les équipements électroniques du bord pour afficher les données mesurées à destination du conducteur et pour afficher d’éventuelles alertes.

Les dispositifs TPMS (pour « Tire Pressure Monitoring System » en anglais, signifiant Système de Surveillance de la Pression des Pneumatiques) sont un exemple de dispositifs qui comportent un tel capteur à émission radioélectrique logés dans chaque roue d’un véhicule. Chacun des capteurs TPMS émet des trames de données, qui sont des trains d’ondes électromagnétiques selon un protocole déterminé, propre au TPMS, pour communiquer à une unité centrale de commande, fixée dans le corps du véhicule, la valeur de la pression des pneumatiques.

Les capteurs à émission radioélectrique de roue embarquent une source d’énergie électrique pour fournir l’énergie nécessaire à la réalisation des émissions radioélectriques. Lors de la conception d’un tel capteur de roue, une attention particulière est portée sur le dimensionnement de ces sources d’énergie électrique (piles ou batteries, par exemple). Le capteur est placé dans la roue et est donc soumis à la force centrifuge créée par la rotation de cette roue. La masse du capteur est donc un paramètre critique et la source d’énergie électrique représente une masse conséquente qu’il est alors opportun de réduire au minimum. La réduction de la masse de la source d’énergie électrique est de préférence associée à des mesures pour limiter la consommation électrique du capteur de roue afin de maintenir une durée de vie ou une autonomie acceptables pour la source d’énergie électrique.

La demande de brevet FR 3 018 649 décrit un tel capteur à émission radioélectrique pour roue de véhicule, comportant des moyens, tels qu’un accéléromètre, aptes à détecter la rotation de la roue dans laquelle le capteur est monté. Grâce à la possibilité de détecter la rotation de la roue, des mesures peuvent être prises pour limiter ou adapter les émissions radioélectriques du capteur en vue de réduire sa consommation électrique.

D’autres solutions connues prévoient d’utiliser, dans les capteurs de roue, des moyens de détection du champ magnétique terrestre pour détecter la rotation de roue et ainsi choisir, par exemple, de limiter les émissions radioélectriques lorsque le véhicule est en phase de stationnement, en vue de réduire la consommation électrique du capteur.

Un inconvénient de ces solutions est qu’elles nécessitent des moyens supplémentaires, tels que des accéléromètres ou moyens de détection du champ magnétique terrestre, qui doivent être inclus dans le capteur de roue et qui augmentent sa masse et son cout. Par ailleurs, ces solutions sont globalement peu fiables car elles mettent en oeuvre des organes électro-mécaniques ou sensibles aux bruits magnétiques rayonnants, tels que les lignes de distribution électrique ou les bruits basse-fréquence.

L’invention a pour but d’améliorer les capteurs à émission radioélectrique pour roue de véhicule en proposant un tel capteur qui, sans nécessiter de moyens de détection supplémentaires, est adapté à surveiller la rotation de la roue en vue de réduire sa consommation électrique.

A cet effet, l’invention vise un capteur à émission radioélectrique pour roue de véhicule, adapté à mesurer au moins une grandeur physique et à émettre un signal radioélectrique représentatif de cette grandeur physique mesurée, le capteur comportant un circuit de mesure et d’émission, un circuit adaptateur d’impédance d’antenne, et un circuit d’antenne. Le capteur comporte un commutateur de sensibilité commandé par le circuit de mesure et d’émission et adapté à commuter le circuit adaptateur d’impédance d’antenne selon deux modes :

• un mode dynamique dans lequel le capteur émet ledit signal radioélectrique représentatif de la grandeur physique mesurée, ce signal comportant des trames de données émises selon une première bande passante et un premier facteur de qualité ; et • un mode statique dans lequel le capteur émet un signal radioélectrique selon une deuxième bande passante inférieure ou égale à la première bande passante, et selon un deuxième facteur de qualité plus élevé que le premier facteur de qualité.

De préférence, dans le mode statique, le capteur émet un signal radioélectrique selon une deuxième bande passante strictement inférieure à la première bande passante.

Selon un mode de réalisation, le circuit de mesure et d’émission comporte un dispositif de mesure de l’impédance du circuit d’antenne.

Un autre objet de l’invention vise un procédé de surveillance de la rotation d’une roue de véhicule, mettant en œuvre le capteur décrit ci-dessus. Ce procédé comporte les étapes suivantes :

• lorsque le véhicule est en phase de stationnement, émettre, en mode statique, uniquement des trames de mesure et réaliser une mesure de l’impédance du circuit d’antenne à chaque émission d’une trame de mesure ;

• comparer chaque mesure d’impédance à la précédente ;

• lorsque au moins deux mesures d’impédance successives ont un écart supérieur à un seuil prédéterminé, commander le commutateur de sensibilité pour passer en mode dynamique.

Le mode statique du circuit adaptateur d’impédance permet de sonder les paramètres diélectriques de l’environnement du capteur et permet ainsi de détecter des changements tels que ceux provoqués par une rotation de la roue dans laquelle le capteur est monté. La détection de tels changements est basée uniquement sur les moyens d’émission radioélectrique que le capteur possède déjà pour assurer sa fonction principale qui est d’émettre un signal radioélectrique représentatif d’une grandeur physique mesurée. Aucun dispositif supplémentaire n’est requis pour assurer une fonction de détection, par exemple de la rotation de la roue, ce qui contribue à réduire la masse et le coût du capteur de roue.

De plus, les détections basées sur le sondage des paramètres diélectriques de l’environnement du capteur sont réalisées de manière plus fiable que les solutions connues car le mode statique est sensible aux changements et n’est pas impacté par les perturbations électromagnétiques. Le mode statique peut être utilisé pendant toutes les phases de stationnement du véhicule, sans transmettre aucunes trame de données (ou un minimum). L’activité en émission du capteur est alors très réduite, elle consiste juste à détecter le prochain passage du véhicule à une phase de roulage. Le mode dynamique peut alors être utilisé en phase de roulage du véhicule ou pour toute activité normale en émission du capteur. Les émissions de trames de données sont réalisées uniquement en mode dynamique. La consommation électrique est donc fortement réduite pendant les phases d’arrêt prolongé, ces phases permettant un sondage fiable des paramètres diélectriques de l’environnement et donc une détection fiable d’un changement tel que la rotation de roue.

Le capteur selon l’invention peut comporter les caractéristiques additionnelles suivantes, seules ou en combinaison :

• lorsque le circuit adaptateur d’impédance d’antenne est en mode statique, le capteur émet des trames de mesure, et le dispositif de mesure de l’impédance du circuit d’antenne réalise une mesure de l’impédance du circuit d’antenne à chaque trame de mesure ;

• le capteur émet une trame de mesure en mode statique, entre deux trames de données émises en mode dynamique ;

• le circuit de mesure et d’émission est adapté à commuter le circuit adaptateur d’impédance d’antenne en mode dynamique lorsque au moins deux mesures successives d’impédance du circuit d’antenne ont un écart supérieur à un seuil prédéterminé ;

• le circuit de mesure et d’émission est adapté à commuter le circuit adaptateur d’impédance d’antenne en mode statique lorsque au moins deux mesures successives d’impédance du circuit d’antenne ont un écart inférieur à un seuil prédéterminé ;

• le circuit adaptateur d’impédance d’antenne comporte :

- un sous-circuit stable adapté aux émissions en mode dynamique ;

- un sous-circuit sensible adapté aux émission en mode statique ;

• le commutateur de sensibilité est commandé pour que, au sein du circuit adaptateur d’impédance d’antenne, l’adaptation d’impédance soit réalisée :

- uniquement par le sous-circuit stable durant le mode dynamique ; et

- uniquement par le sous-circuit sensible durant le mode statique ;

• le commutateur de sensibilité est mis en série avec une résistance associée à l’un des composants du circuit adaptateur d’impédance, de sorte que la commande du commutateur de sensibilité en vue du passage en mode dynamique provoque la mise en série de la résistance et du composant correspondant.

Le procédé selon l’invention peut comporter les étapes additionnelles suivantes, seules ou en combinaison :

• lorsque le véhicule est en phase de roulage, émettre, en mode dynamique, lesdites trames de données ;

• entre deux trames de données émises en mode dynamique : passer en mode statique ; émettre une trame de mesure ; et réaliser une mesure de l’impédance du circuit d’antenne ;

• comparer chaque mesure d’impédance du circuit d’antenne à la précédente ;

• lorsque au moins deux mesures d’impédance successives ont un écart inférieur à un seuil prédéterminé, et ce pendant une durée prédéterminée, commander le commutateur de sensibilité pour passer en mode statique ; ou • lorsque le véhicule est en phase de roulage, émettre, en mode dynamique, lesdites trames de données et réaliser, en mode dynamique, une mesure de l’impédance du circuit d’antenne à chaque émission d’une trame de données ;

• lorsque au moins deux mesures d’impédance successives ont un écart inférieur à un seuil prédéterminé, et ce pendant une durée prédéterminée, commander le commutateur de sensibilité pour passer en mode statique.

Des exemples préférés de réalisation de l’invention vont maintenant être décrits en référence aux dessins annexés dans lesquels :

- la figure 1 représente schématiquement une roue de véhicule équipée du capteur selon l’invention, et son environnement ;

- la figure 2 est un schéma électrique d’un capteur selon un premier mode de réalisation de l’invention ;

- la figure 3 est un graphique illustrant le comportement du circuit adaptateur d’impédance du capteur de la figure 2, en mode statique et en mode dynamique ;

- la figure 4 est un graphique illustrant la variation de l’impédance du circuit d’antenne du capteur de la figure 2, lorsqu’il est en mode statique ;

- la figure 5 représente des histogrammes illustrant les trames d’ondes transmises par le capteur de la figure 2 ;

- la figure 6 est un schéma électrique d’un capteur selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.

La figure 1 représente schématiquement une roue 1 de véhicule et son environnement. L’environnement de la roue est, dans cet exemple simplifié, constitué de la carrosserie 2 (dont seul le passage de roue qui entoure la roue 1 est représenté) et du sol 3. Cette vue schématique illustre le fait qu’une roue 1 de véhicule est entourée d’une configuration physique d’éléments plus ou moins conducteurs. Cette configuration physique est composée de nombreux éléments, autres que ceux représentés ici, aussi bien sur le véhicule que sur le sol 3 ou les alentours, ces éléments formant un ensemble aux propriétés diélectriques variées.

La roue 1 de véhicule comporte une jante 4, un pneumatique 5, et un capteur 6 à émission radioélectrique monté sur la jante 4, à l’intérieur du pneumatique 5, ou monté directement dans le pneumatique 5. Ce capteur 6 mesure la pression, la température, ou tout autre grandeur physique, à l’intérieur du pneumatique 5. Le capteur 6 est apte à émettre un signal radioélectrique représentatif de cette grandeur physique mesurée. Cette émission de signal radioélectrique est faite vers une unité centrale de commande (non représentée) montée dans le véhicule.

La figure 1 illustre également le fait que, lorsque la roue 1 tourne, le capteur 6 se déplace par rapport à la configuration physique entourant la rouel. Par exemple, durant la rotation de la roue 1, le capteur 6 peut se rapprocher de la carrosserie 2 en s’éloignant du sol 3, ou se rapprocher du sol 3 en s’éloignant de la carrosserie 2. La configuration physique change donc autour du capteur 6 pendant la rotation de la roue 1. Ce changement de configuration physique provoqué par la rotation de la roue 1, peut être détecté par le capteur 6.

La figure 2 est un schéma électrique de principe du capteur 6. Le capteur 6 comporte un circuit 7 de mesure et d’émission, un circuit adaptateurs d’impédance d’antenne, et un circuit d’antenne 9.

Le circuit 7 de mesure et d’émission comporte une source d’énergie 10 (par exemple une pile électrique) ainsi que des moyens connus permettant de réaliser les mesures (capteurs de pression, capteurs de températures, etc.), de traiter le signal (microcontrôleur) et d’émettre ce signal. Ces moyens constituant le circuit 7 de mesure et d’émission sont connus de l’art antérieur et n’ont pas été représentés (à part la source d’énergie 10), et ne seront pas décrit plus en détail ici. Une résistance 11 représentée dans le circuit 7 représente schématiquement l’impédance de ce circuit 7.

Le circuit d’antenne 9 est une antenne radioélectrique classique dont la fonction est de rayonner les ondes électromagnétiques correspondant aux signaux de mesure à émettre par le capteur 6. Cette antenne est en général conçue sous la forme d’un circuit gravé sur un substrat, mais peut bien entendu être réalisée par tout moyen connu dans le domaine des antennes, par exemple une antenne de type cadre réalisée par une boucle d’un conducteur.

Le circuit adaptateur 8 d’impédance d’antenne est prévu pour réaliser l’adaptation d’impédance entre le circuit 7 de mesure et d’émission et le circuit d’antenne 9. Le circuit adaptateur 8 d’impédance d’antenne comporte un sous-circuit stable 12 et un sous-circuit sensible 13. La structure d’un tel sous-circuit 12, 13 est connue dans le domaine de l’adaptation d’impédance et peut être réalisé de diverses manières. Dans le présent exemple, les deux sous-circuits 12, 13 ont la même structure et sont constitués chacun d’une inductance 14, 16 avec, en parallèle, deux capacités 15, 17, 18, 19.

Le capteur 6 comporte de plus un commutateur de sensibilité 20 qui est, dans le présent exemple, constitué de deux interrupteurs 20A, 20B pilotés conjointement par le circuit 7 de mesure et d’émission. Le commutateur de sensibilité 20 est piloté de sorte que le circuit adaptateur 8 d’impédance d’antenne, et par extension le capteur 6, puisse fonctionner selon deux modes :

• un mode dit « dynamique », dans lequel l’adaptation d’impédance entre le circuit 7 de mesure et d’émission et le circuit d’antenne 9 et réalisée uniquement par le sous-circuit stable 12 (les interrupteurs 20A, 20B sont alors dans leur position de la figure 2, mettant hors-circuit le sous-circuit sensible 13) ;

• un mode dit « statique », dans lequel l’adaptation d’impédance entre le circuit 7 de mesure et d’émission et le circuit d’antenne 9 et réalisée uniquement par le sous-circuit sensible 13 (les interrupteurs 20A, 20B sont alors dans leur position inverse de celles montrées à la figure 2, mettant hors-circuit le sous-circuit stable 12).

Le sous-circuit stable 12 comporte une inductance 14 et des capacités 15, 18 dimensionnées de manière classique pour un circuit adaptateur d’antenne. Les valeurs de l’inductance 14 et des capacités 15, 18 sont ainsi choisies, de manière connue en matière d’adaptation d’impédance, en fonction de l’impédance 11 du circuit 7 de mesure et d’émission et de celle du circuit d’antenne 9, pour obtenir :

• une large bande passante, ce qui est propice à l’émission de trames de données ;

• un facteur de qualité (facteur Q) faible, ce qui permet à l’émission de données d’être peu sensible aux perturbations électromagnétiques externes pour garantir l’intégrité des trames de données émises.

Le sous-circuit stable 12 est donc conçu conformément aux règles de l’art en matière d’adaptation d’impédance.

Le sous-circuit sensible 13 comporte quant à lui une inductance 16 et des capacités 17, 19 qui sont dimensionnées dans un but opposé à celui du sous-circuit stable 12. En effet, la fonction du sous-circuit sensible 13 n’est pas de favoriser l’émission de données en étant peu sensible aux perturbations de l’environnement, mais au contraire de présenter une sensibilité accrue aux paramètres diélectriques de l’environnement, sans aucune contrainte relative à la transmission des données. Le souscircuit sensible 13 n’a pas vocation à être utilisé pour la transmission de données mais uniquement pour sonder les paramètres diélectriques de l’environnement du capteur 6. Les valeurs de l’inductance 16 et des capacités 17, 19 sont ainsi choisies dans un but contraire à ce qui se pratique usuellement en matière d’adaptation d’impédance. Ces valeurs sont ici choisies, en fonction de l’impédance 11 du circuit 7 de mesure et d’émission et de celle du circuit d’antenne 9, pour obtenir :

• une bande passante étroite, qui est donc peu propice à l’émission de données ;

• un facteur de qualité (facteur Q) élevé, ce qui permet aux émissions radioélectriques d’être fortement sensibles aux perturbations électromagnétiques externes.

À titre d’exemple, pour une fréquence d’émission de 2,45 GHz, les composants décrits peuvent avoir les valeurs suivantes :

• pour le sous-circuit stable 12 : la première capacité 15 peut valoir 0,75 pF, la deuxième capacité 18 peut valoir 1 pF, et l’inductance 14 peut valoir 2,6 nH ;

• pour le sous-circuit sensible 13 : la première capacité 17 peut valoir 5 pF, la deuxième capacité 19 peut valoir 5,6 pF, et l’inductance 16 peut valoir 1,5 nH.

La sensibilité aux perturbations électromagnétiques externes du sous-circuit sensible 13 va de pair avec une sensibilité à la configuration physique externe au capteur 6. Le sous-ensemble sensible 13, lorsque le capteur 6 est en mode statique, rend donc le capteur 6 sensible aux changements de la configuration physique décrite en référence à la figure 1 et peut, par exemple, détecter la rotation de la roue 1 (qui est un exemple particulier de changement de la configuration physique autour du capteur 6). La fonction du sous-circuit sensible 13 est donc de surveiller la configuration diélectrique entourant le capteur 6.

La figure 3 est un graphique illustrant la variation du coefficient de réflexion S11 (paramètre S11) du circuit d’antenne 9 en fonction de la fréquence F d’émission en GHz, et ce dans le mode dynamique et dans le mode statique décrits ci-dessus. Une première courbe 21 illustre la variation du coefficient S11 en fonction de la fréquence F lorsque le capteur 6 est en mode dynamique, et une deuxième courbe 22 illustre la variation du coefficient S11 en fonction de la fréquence F lorsque le capteur 6 est en mode statique.

La ligne en pointillés de la courbe de la figure 3 représente la valeur -3 dB pour le paramètre S11 et, pour cette valeur du paramètre S11, une première flèche d’intervalle 23 illustre la largeur de la bande de fréquence correspondant au mode dynamique, et une seconde flèche d’intervalle 24 illustre la largeur de la bande de fréquence correspondant au mode statique.

La figure 3 illustre le comportement du capteur 6 dans ses deux modes de fonctionnement :

• en mode dynamique, l’adaptation d’impédance étant réalisée par le sous-circuit stable 12 seul, la courbe 21 correspond à un facteur de qualité faible, une large bande passante 23, et une insensibilité à l’environnement ;

• en mode statique, l’adaptation d’impédance étant réalisée par le sous-circuit sensible 13 seul, la courbe 22 correspond à un facteur de qualité fort, une bande passante 24 restreinte, et une importante sensibilité à l’environnement.

En référence de nouveau à la figure 2, le circuit 7 de mesure et d’émission comporte de plus un dispositif de mesure d’impédance 25 permettant d’exploiter la sensibilité à l’environnement du capteur 6. En effet, la sensibilité du capteur 6, lorsqu’il est en mode statique, se traduit par une variation de l’impédance du circuit d’antenne 9 lorsque la configuration physique autour du capteur 6 varie.

Le dispositif de mesure d’impédance 25 est réalisé de manière classique, éventuellement avec l’aide du microcontrôleur du circuit 7 de mesure et d’émission. Il peut s’agir d’une mesure d’impédance qui est réalisée lors d’une séquence d’émission radioélectrique, où la variation de l’amplitude et de la phase du signal permettent de calculer l’impédance à mesurer. Le dispositif de mesure d’impédance 25 peut également mesurer le coefficient de réflexion. Le dispositif de mesure d’impédance 25 peut, en variante, être réalisé par tout capteur approprié à la mesure d’impédance.

La figure 4 est un graphique représentant la variation de l’impédance Z du circuit d’antenne 9 en fonction du temps t. Cette figure illustre un exemple de changement de la configuration autour du capteur 6 provoqué par une rotation de la roue 1 de véhicule sur laquelle est monté le capteur 6. Selon cet exemple, entre l’origine et le temps R, la roue 1 est immobile (elle ne tourne pas). La courbe de l’impédance du circuit d’antenne 9 reste donc sensiblement stable. À partir du temps R, la roue 1 est mise en rotation, ce qui provoque une variation importante de la courbe de l’impédance. Ces variations sont cycliques, la courbe passant par un maximum correspondant par exemple au passage du capteur 6 au plus proche de la carrosserie 2 du véhicule, et par un minimum correspondant par exemple au passage du capteur 6 au plus proche du sol 3 (ou viceversa).

Lorsqu’entre deux mesures de l’impédance Z (réalisées par le dispositif d’impédance 25), l’impédance Z varie au-delà d’un certain seuil (par exemple ±10%), la rotation de roue 1 est détectée. Les valeurs Z1 et Z2 représentées à la figure 4 illustrent cet intervalle ±10% de l’impédance correspondant au temps R. Autrement dit, la valeur Z1 est égale à l’impédance au temps R moins 10 % et la valeur Z2 est égale à l’impédance au temps R plus 10 %. Les valeurs d’impédance avant le temps R sont comprises dans cet intervalle, la roue 1 étant fixe. Juste après le temps R, la courbe d’impédance sort de l’intervalle (en passant sous la valeur Z1) et la rotation de la roue 1 est alors détectée.

La figure 5 illustre schématiquement le déroulement d’un procédé de surveillance de la rotation d’une roue 1 de véhicule, mettant en œuvre le capteur 6. Selon cet exemple, la roue 1 du véhicule est d’abord immobile (phase de stationnement E1), puis se met à tourner (phase de roulage E2), et redevient enfin immobile (phase de stationnement E3). La figure 5 illustre par des histogrammes les émissions radioélectriques successives réalisées par le capteur 6 au cours du temps.

Dans la première phase E1, qui est une phase de stationnement, le circuit adaptateur 8 d’impédance d’antenne est en mode statique et le capteur 6 est donc sensible aux paramètres diélectriques de son environnement. Dans le mode statique, l’information de pression, température, ou autre grandeur mesurée par le capteur 6, n’est pas nécessitée par le véhicule et les émissions de trames de données, telles que les trames TPMS, sont donc stoppées (ou éventuellement très réduites), ce qui permet d’économiser la source d’énergie 10. En revanche, pendant cette première phase E1, une trame de mesure d’impédance TM va être émise à intervalles réguliers, par exemple toutes les 15 secondes. Cette trame de mesure TM n’a pas pour but de transmettre de l’information mais uniquement de réaliser une mesure d’impédance du circuit d’antenne 9. La trame de mesure TM peut être par exemple une simple onde porteuse de durée très réduite (elle peut être d’une durée inférieure à un centième de la durée d’une trame classique de transmission d’information). A titre d’exemple, une trame de données classique du protocole TPMS, destinée à transmettre la valeur de la pression du pneumatique, peut durer 10 millisecondes et la trame de mesure TM peut durer moins de 0,1 milliseconde.

Le circuit 7 de mesure et d’émission réalise, grâce au dispositif de mesure d’impédance 25, une mesure d’impédance à chaque trame de mesure TM émise. Chaque mesure d’impédance 25 est comparée à la précédente pour détecter si une variation de l’impédance a eu lieu au-delà d’un intervalle prédéterminé (par exemple ±10%, comme cidessus).

Tant que deux mesures consécutives d’impédance ne franchissent pas un tel intervalle prédéterminé, cela indique que la roue 1 reste fixe. Lorsque la roue 1 se met à tourner, la variation d’impédance au-delà de l’intervalle est détectée, et la rotation de la roue 1 est ainsi détectée. Sur la figure 5, lors de la dernière trame de mesure TM de la première phase E1, la rotation de roue 1 est détectée et le procédé passe alors à la deuxième phase E2.

Au début de la deuxième phase E2, qui est une phase de roulage, le commutateur de sensibilité 20 est commuté pour que le circuit adaptateur 8 d’impédance d’antenne passe en mode dynamique. Les interrupteurs 20A, 20B sont donc activés pour que seul le sous-circuit stable 12 réalise l’adaptation d’impédance. Le circuit 7 de mesure et d’émission procède ensuite, de manière classique, aux émissions radioélectriques nécessaires à la transmission au véhicule des valeurs des grandeurs physiques mesurées (pression, température, ou autre) selon les protocoles adéquats, tels que le protocole TPMS. Des trames de données TD classiques sont donc émises par le capteur 6. La figure 5 montre schématiquement les trames de données TD qui sont plus grandes en amplitude et en durée que les trames de mesure TM.

En plus de ces émissions classiques de trames de données TD, le circuit 7 procède périodiquement à l’émission d’une trame de mesure TM et à la mesure d’impédance concomitante. Pour cela, après l’émission d’une trame de données TD, le capteur 6 passe à nouveau en mode statique afin de réaliser une trame de mesure TM, puis repasse en mode dynamique pour réaliser l’émission de la trame de données TD suivante, et ainsi de suite. La fréquence des trames de mesure TM de cette deuxième phase E2 peut être synchronisée sur la fréquence des trames de données TD, une trame de mesure TM intervenant après chaque trame de données TD, comme représenté à la figure 5. En variante, les trames de mesure TM peuvent être réalisées à la même fréquence que durant la première phase E1 (par exemple toute les 15 secondes) en plaçant chaque trame de mesure TM entre deux trames de données TD. La figure 5 n’est pas représentative des fréquences d’émission de trames réelles : les trames de mesure TM de la première phase E1 sont réalisées toutes les 15 secondes (par exemple), et la fréquence de transmission des trames de données durant la deuxième phase E2 est beaucoup plus faible, par exemple toutes les 60 secondes.

Dans la deuxième phase E2, comme dans la première phase E1, chaque mesure d’impédance est comparée à la précédente. Comme il s’agit d’une phase de roulage, les mesures successives montrent essentiellement une variation supérieure au seuil (par exemple ±10%, comme ci-dessus). Lorsque plusieurs mesures successives ont un écart inférieur au seuil, cela indique que la roue 1 est fixe.

Pour passer à la troisième phase E3, qui est une phase de stationnement, le capteur 6 détecte que la roue 1 est fixe depuis une durée supérieure à une durée prédéterminée, par exemple 5 minutes. Le capteur 6 passe alors en mode statique et y reste durant toute la troisième phase E3 en fonctionnant comme décrit pour la première phase E1.

En variante, lors de la deuxième phase E2, le capteur 6 n’émet pas de trame de mesure TM spécifique. Dans ce cas, le circuit 7 de mesure et d’émission met à profit les trames de données TD pour réaliser les mesures d’impédance. À chaque trame de donnés TD, le dispositif de mesure d’impédance réalise sa mesure, qui est comparée à la précédente comme décrit précédemment. Selon cette variante, pour chaque trame de données TD, le capteur 6 reste en mode dynamique pour réaliser l’émission des données puis, par exemple en fin de trame de données TD, sur ses derniers temps, le capteur 6 passe en mode statique et réalise alors la mesure d’impédance. Le capteur 6 passe ainsi en mode statique au cours de la trame de données TD pour réaliser les mesures d’impédance. La trame de données TD peut aussi être rallongée d’une durée supplémentaire si nécessaire.

La figure 6 illustre un autre mode de réalisation du capteur 6 à émission radioélectrique pour roue 1 de véhicule. Dans ce mode de réalisation, les éléments identiques au mode de réalisation de la figure 2 sont référencés avec les mêmes numéros.

Selon ce deuxième mode de réalisation, le circuit adaptateur 8 d’impédance d’antenne ne comporte qu’un circuit sensible identique au sous-circuit sensible 13 de la figure 2. Ce circuit sensible est composé, dans le présent exemple, d’une inductance 16 et de deux capacités 17, 19. Lors du mode statique, l’adaptation d’impédance est réalisée par ce circuit sensible.

Pour passer en mode dynamique, le circuit sensible de l’adaptateur 8 d’impédance d’antenne est rendu stable en augmentant la résistivité d’au moins un composant. Le circuit adaptateur 8 d’impédance d’antenne comporte à cet effet un commutateur de sensibilité 20 composé de : un interrupteur 20C ; et/ou un interrupteur 20D ; et/ou un interrupteur 20E.

L’interrupteur 20C est associé à une résistance 26C coopérant avec la première capacité 17. L’interrupteur 20D est associé à une résistance 26D coopérant avec la deuxième capacité 19. L’interrupteur 20E est associé à une résistance 26E coopérant avec l’inductance 16.

Chaque interrupteur 20C, 20D, 20E permet de coupler en série la résistance 26C, 26D, 26E correspondante avec le composant 16, 17, 19 correspondant. Un seul des interrupteurs 20C, 20D, 20E, et sa résistance associée suffit à rendre le circuit adaptateur 8 d’impédance d’antenne plus stable, c’est à dire moins sensible, en augmentant, sur commande, la résistivité du composant associé. Le commutateur de sensibilité 20 est donc ici constitué d’un seul, de deux, ou des trois interrupteurs 20C, 20D, 20E.

Le ou les interrupteurs 20C, 20D, 20E sont donc commandés par le circuit 7 de mesure et d’émission afin de passer en mode dynamique en rendant le circuit adaptateur 8 d’impédance d’antenne insensible aux paramètres diélectriques de l’environnement externe.

À titre d’exemple, les résistances 26C, 26D, 26E peuvent avoir une valeur de 10 à 20 Ω.

D’autres variantes de réalisation du capteur 6 et du procédé peuvent être mises en œuvre sans sortir du cadre de l’invention. Par exemple, des phénomènes autres que la rotation de la roue 1 peuvent être détectés à partir du moment où ils impliquent une modification des paramètres diélectriques de l’environnement du capteur 6.

Par ailleurs, la mesure de l’impédance du circuit d’antenne 9 par le dispositif de mesure d’impédance 25 peut consister à mesurer la partie réelle et la partie imaginaire de cette impédance. La comparaison des impédances mesurées pour deux mesures successives peut se faire en comparant les deux parties réelles et les deux parties imaginaires entre elles. Si l’un de ces écarts, ou les deux, est supérieur au seuil (par exemple ±10%, comme ci-dessus), le capteur 6 passe en mode dynamique.

De plus, le circuit adaptateur 8 d’impédance d’antenne peut être différent de celui décrit en exemple. L’homme du métier saura choisir des composants permettant de réaliser l’adaptation d’impédance selon les caractéristiques souhaitées pour le circuit adaptateur, décrites ci-dessus, et relatives aux modes statique et dynamique, pour un type d’antenne utilisée.

Le commutateur de sensibilité 20, et les interrupteurs le constituant, peuvent être réalisés par tout moyen de commutation piloté, tels que des transistors.

Claims

REVENDICATIONS

1. Capteur (6) à émission radioélectrique pour roue(1) de véhicule, adapté à mesurer au moins une grandeur physique et à émettre un signal radioélectrique représentatif de cette grandeur physique mesurée, le capteur (6) comportant un circuit (7) de mesure et d’émission, un circuit adaptateur (8) d’impédance d’antenne, et un circuit d’antenne (9), le capteur (6) étant caractérisé en ce qu’il comporte un commutateur de sensibilité (20) commandé par le circuit (7) de mesure et d’émission et adapté à commuter le circuit adaptateur (8) d’impédance d’antenne selon deux modes :

• un mode dynamique dans lequel le capteur (6) émet ledit signal radioélectrique représentatif de la grandeur physique mesurée, ce signal comportant des trames de données (TD) émises selon une première bande passante et un premier facteur de qualité ; et • un mode statique dans lequel le capteur (6) émet un signal radioélectrique selon une deuxième bande passante inférieure ou égale à la première bande passante, et selon un deuxième facteur de qualité plus élevé que le premier facteur de qualité.
2. Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit (7) de mesure et d’émission comporte un dispositif de mesure (25) de l’impédance du circuit d’antenne (9).
3. Capteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que, lorsque le circuit adaptateur (8) d’impédance d’antenne est en mode statique, le capteur (6) émet des trames de mesure (TM) et en ce que le dispositif de mesure (25) de l’impédance du circuit d’antenne (9) réalise une mesure de l’impédance du circuit d’antenne (9) à chaque trame de mesure (TM).
4. Capteur selon la revendication 3, caractérisé en ce qu’il émet une trame de mesure (TM) en mode statique, entre deux trames de données (TD) émises en mode dynamique.
5. Capteur selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le circuit (7) de mesure et d’émission est adapté à commuter le circuit adaptateur (8) d’impédance d’antenne en mode dynamique lorsque au moins deux mesures successives d’impédance du circuit d’antenne (9) ont un écart supérieur à un seuil prédéterminé.
6. Capteur selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le circuit (7) de mesure et d’émission est adapté à commuter le circuit adaptateur (8) d’impédance d’antenne en mode statique lorsque au moins deux mesures successives d’impédance du circuit d’antenne (9) ont un écart inférieur à un seuil prédéterminé.
7. Capteur selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit adaptateur (8) d’impédance d’antenne comporte :

• un sous-circuit stable (12) adapté aux émissions en mode dynamique ;

• un sous-circuit sensible (13) adapté aux émissions en mode statique ;

le commutateur de sensibilité (20) étant commandé pour que, au sein du circuit adaptateur (8) d’impédance d’antenne, l’adaptation d’impédance soit réalisée :

• uniquement par le sous-circuit stable (12) durant le mode dynamique ; et • uniquement par le sous-circuit sensible (13) durant le mode statique.
8. Capteur selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, le commutateur de sensibilité (20C, 20D, 20E) est mis en série avec une résistance (26C, 26D, 26E) associée à l’un des composants (16, 17, 19) du circuit adaptateur (8) d’impédance, de sorte que la commande du commutateur de sensibilité (20C, 20D, 20E) en vue du passage en mode dynamique provoque la mise en série de la résistance (26C, 26D, 26E) et du composant correspondant (16, 17, 19).
9. Procédé de surveillance de la rotation d’une roue (1) de véhicule, mettant en oeuvre le capteur (6) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes :

• lorsque le véhicule est en phase de stationnement, émettre, en mode statique, uniquement des trames de mesure (TM) et réaliser une mesure de l’impédance du circuit d’antenne (9) à chaque émission d’une trame de mesure (TM) ;

• comparer chaque mesure d’impédance à la précédente ;

• lorsque au moins deux mesures d’impédances successives ont un écart supérieur à un seuil prédéterminé, commander le commutateur de sensibilité (20) pour passer en mode dynamique.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’il comporte en outre les étapes suivantes :

• lorsque le véhicule est en phase de roulage, émettre, en mode dynamique, lesdites trames de données (TD) ;

• entre deux trames de données (TD) émises en mode dynamique : passer en mode statique ; émettre une trame de mesure (TM) ; et réaliser une mesure de l’impédance du circuit d’antenne (9) ;

• comparer chaque mesure d’impédance du circuit d’antenne (9) à la précédente ;

5 · lorsque au moins deux mesures d’impédance successives ont un écart inférieur à un seuil prédéterminé, et ce pendant une durée prédéterminée, commander le commutateur de sensibilité (20) pour passer en mode statique.
11. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’il comporte en outre les étapes suivantes :

10 · lorsque le véhicule est en phase de roulage, émettre, en mode dynamique, lesdites trames de données (TD) et réaliser, en mode statique, une mesure de l’impédance du circuit d’antenne (9) à chaque émission d’une trame de données (TD) ;

• comparer chaque mesure d’impédance du circuit d’antenne (9) à la précédente ;
15 · lorsque au moins deux mesures d’impédance successives ont un écart inférieur à un seuil prédéterminé, et ce pendant une durée prédéterminée, commander le commutateur de sensibilité (20) pour passer en mode statique.