FR3125765A1

FR3125765A1 - système de lecture radiofréquence embarqué sur un moyen de transport

Info

Publication number: FR3125765A1
Application number: FR2108303A
Authority: FR
Inventors: Julien DESTRAVES; Laurent Couturier; Pierre GUINAULT
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 2021-07-30
Filing date: 2021-07-30
Publication date: 2023-02-03
Also published as: KR20240036581A; WO2023007079A1; CN117715770A

Abstract

Moyen de transport (2) équipé d’un ensemble mobile (1) comprenant une première partie (12) mise en mouvement autour d’un axe de rotation (102) par un second ensemble (11), l’ensemble mobile (1) étant équipé d’un transpondeur radiofréquence (100) et un système de lecture (3) comprenant : Un générateur couplé à un démodulateur (31) de signaux électriques Un câble (32) connecté galvaniquement au générateur (31), fixé sur le moyen de transport (2) comprenant une partie rayonnante (342), Caractérisé en ce que la projection P sur un plan de la première partie (12) situé entre deux axes de rotation (11a, 11b) contigus et/ou la projection R sur un cylindre (104), d’axe de révolution (102), circonscrit à la première partie (12) en contact avec le second ensemble (11) de la partie rayonnante est inférieure à 1 mètre. Figure pour l’abrégé : Fig. 3

Description

système de lecture radiofréquence embarqué sur un moyen de transport

Domaine de l’invention

La présente invention concerne un système de lecture de transpondeur radiofréquence embarqué au sein d’un moyen de transport. Les transpondeurs radiofréquences sont eux liés aux ensembles mobiles du moyen de transport.

Arrière-plan technologique

Le développement récent des objets connectés nécessite d’équiper ceux -ci de transpondeurs radiofréquences. Généralement ces transpondeurs radiofréquences fonctionnent dans la gamme de fréquences des UHF (acronyme d’Ultra Hautes Fréquences). Dans le cas des moyens de transport comme les véhicules à bandage élastique ou les convoyeurs à bande transporteuse, les objets connectés sont des composants mobiles de ces moyens de transport. Par conséquent, ceux-ci sont mobiles en fonctionnement en parcourant un mouvement plan autour d’axes de rotations fixes par rapport au moyen de transport.

Le document US20210021015A1 montre, dans le cas d’un véhicule terrestre, l’implantation d’un système de lecture embarqué d’étiquettes RFID (acronyme en anglais de RadioFrequency IDentification) et de capteurs TMS (acronyme en anglais de Tire Mounted Sensor) localisées dans les enveloppes pneumatiques des ensembles montés du véhicule terrestre. Ce système est composé d’un lecteur/émetteur radiofréquence connecté galvaniquement à quatre lignes de transmission jusqu’à des antennes radiofréquences couvant une certaine zone géographique. Les antennes radiofréquences sont fixés solidairement à la partie fixe du véhicule terrestre. Cette solution nécessite de multiplier les antennes radiofréquences généralement bidimensionnelles et planes voire tridimensionnelles. Cela crée un encombrement spatial au sein du véhicule terrestre qui est dommageable à l’implantation des autres composants du véhicule terrestre. De plus, la séparation des divers éléments, (le lecteur radiofréquence, la ligne de transmission et l’antenne radiofréquence) multiplie les points de connexion entre les divers éléments, ce qui multiplie les risques de défaillance du système de lecture en raison des vibrations et chocs que subissent en général les moyens de transport. Enfin, la multitude d’ensembles montés d’un véhicule terrestre engendre une multiplicité des lignes de transmission et des antennes radiofréquences, ce qui est couteux.

L’un des objets de l’invention qui va suivre a pour objectif de résoudre les problèmes de fiabilité et de coût des systèmes de lecture des transpondeurs radiofréquences mobiles au sein des moyens de transport.

Afin de mieux comprendre l’invention, on entend ici par les directions circonférentielle S, axiale A et radiale R, des directions définies par rapport au repère tournant de l’ensemble mobile autour de son axe de rotation naturel. La direction radiale R est la direction s’éloignant perpendiculairement de l’axe de rotation naturel. La direction axiale A est la direction parallèle à l’axe de rotation naturel. Enfin la direction circonférentielle S forme un trièdre direct avec les directions radiale et axiale prédéfinies.

Description de l’invention

L’invention porte sur un agencement d’un moyen de transport et d’un système de lecture de transpondeur radiofréquence , le moyen de transport étant équipé d’au moins un ensemble mobile apte à assurer le mouvement relatif du moyen de transport par rapport à un autre système mécanique, l’ensemble mobile étant constitué d’une partie déformable mise en mouvement autour d’au moins un axe de rotation par un ensemble non déformable, le mouvement libre du au moins un ensemble mobile s’effectuant dans un plan majoritairement bidimensionnel dans un repère associé à le au moins un ensemble mobile, la partie déformable de l’au moins un ensemble mobile définissant un plan médian qui est perpendiculaire à l’ensemble des au moins un axe de rotation, la au moins un ensemble mobile, préférentiellement la partie déformable, étant équipé d’un transpondeur radiofréquence, le système de lecture comprend :

Un générateur de signaux électriques émettant à une fréquence F0 compris dans la bande des Ultra Hautes Fréquences, couplé à un démodulateur de signaux électriques adapté à une bande de fréquence autour de F0, monté sur le moyen de transport ;
Au moins un câble de communication bidirectionnelle comprenant une âme conductrice recouvert d’un matériau diélectrique, lui-même recouvert d’un ensemble conducteur, étant en partie souple, ayant une extrémité connectée galvaniquement au générateur de signaux dont la longueur lo est divisée selon une métrique dont l’unité est une longueur d’onde définie par la fréquence F0 ;
Le au moins un câble, étant fixé solidairement sur le moyen de transport extérieurement à le au moins un ensemble mobile, comprenant une partie rayonnante,

L’agencementest caractérisé en ce quel’abscisse curviligne d’une première partie continue de la partie rayonnante du au moins un câble est au moins supérieure à une unité de longueur du câble,en ce quela distance de la projection orthogonale P de la première partie continue de la partie rayonnante du au moins un câble sur un plan de la partie déformable situé entre deux axes de rotation contigus et colinéaire à ces deux axes de rotation et/ou la distance de la projection radiale R de la première partie continue de la partie rayonnante du au moins un câble sur un cylindre, d’axe de révolution coaxial à l’axe de rotation du au moins un des ensembles non déformables, circonscrit à la partie déformable en contact avec l’au moins un des ensembles non déformables est inférieure ou égale à 1 mètre, préférentiellement inférieure ou égale à 0,5 mètreet en ce quela distance de la projection axiale A, selon la direction de l’ensemble des au moins un axe de rotation, de la première partie continue de la partie rayonnante du au moins un câble sur le plan médian de la partie déformable du au moins un ensemble mobile est inférieure ou égale à 2 mètres, préférentiellement inférieure à 1 mètre, très préférentiellement inférieure à 0,5 mètre.

Le terme « mouvement libre » signifie que le mouvement est opéré sans contrainte de déplacement comme un mouvement à déplacement imposé. Par exemple, dans le cas d’un ensemble monté chargé statiquement et mis en rotation, il s’agit du mouvement des points matériels de l’ensemble monté en dehors de la zone de contact de l’enveloppe pneumatique avec le sol, communément appelée aire de contact. En effet dans cette zone, le mouvement d’un point matériel de l’enveloppe pneumatique en contact avec le sol est guidé par le sol tant que la condition de glissement n’est pas atteinte, on est donc à déplacement imposé, ce qui ne rentre pas dans la définition du mouvement libre.

Tout d’abord, l’ensemble mobile est le sous-ensemble du moyen de transport servant à déplacer le moyen de transport par rapport à un autre système mécanique, L’ensemble mobile comprend une partie déformable entrainée en rotation autour d’un ou plusieurs axes de rotation par des pièces non déformables, c’est-à-dire plus rigides que la partie déformable. Cet ensemble mobile peut être un ensemble monté d’un véhicule automobile comprenant une enveloppe pneumatique, constituant la partie déformable, mise en rotation autour d’un seul axe de rotation par la jante, constituant la partie non déformable au regard de l’enveloppe pneumatique. Il peut aussi s’agir d’une bande de roulement en matériaux caoutchouteux et des roues d’entrainement, généralement de forme circulaire, de la bande de roulement dans le cas d’une traction par chenille. Chaque roue d’entrainement étant en rotation autour d’un axe de rotation. Enfin il peut s’agir aussi de la bande transporteuse d’un convoyeur, en tant que la partie déformable, et des rouleaux d’entrainement de la bande transporteuse, au nombre minimal de deux, qui constituent la partie non déformable au regard de la bande transporteuse. Chaque rouleau d’entrainement est animé d’un mouvement de rotation autour d’un axe de rotation qui lui est, généralement, propre.

Le transpondeur radiofréquence qui peut être une étiquette RFID ou un dispositif électronique actif avec sa propre source d’énergie. Le transpondeur radiofréquence est lui fixé sur l’ensemble mobile du moyen de transport. Cela peut être une étiquette RFID dans une enveloppe pneumatique, un capteur TPMS (Acronyme anglais de tire Pressure Monitoring System) accroché à la roue ou tout objet électronique communiquant par radiofréquence muni d’une antenne radiofréquence se situant sur un ensemble mobile.

Afin de lire cet objet électronique lié à l’ensemble mobile donc en mouvement dans le moyen de transport, l’invention divulgue de placer un système de lecture embarqué sur le moyen de transport extérieurement à l’ensemble mobile. De ce fait il n’est pas lié au mouvement de l’ensemble mobile. Ce système de lecture comprend un premier dispositif comprenant un émetteur de signaux électriques à une fréquence fixe et un démodulateur de signaux électriques sur une bande de fréquences autour de la fréquence fixe. Ce premier dispositif est connecté à un câble de communication bidirectionnelle. Ce câble est composé d’une âme conductrice, creuse ou pleine, généralement métallique et d’un second tube creux conducteur coaxial à l’âme conductrice. Un matériau diélectrique sépare les deux composants conducteurs. L’une des extrémités du câble est connectée au dispositif électronique d’émission /réception tandis que l’autre extrémité est libre. Ce câble comprend au moins une partie rayonnante c’est-à-dire qu’il émet ou reçoit fonctionnellement des ondes radioélectriques extérieurement au tube conducteur creux par diverses solutions structurelles. Par exemple, un câble possible est un câble à fuites (en anglais « leaky feed antenna ») dont le tube creux extérieur est pourvu dans la partie rayonnante d’orifices spatialement distribués avec des dimensions appropriées qui sont liés à la longueur d’onde des ondes radioélectriques émises ou reçues par le câble antenne. En dehors des zones rayonnantes, le câble coaxial sert de guide d’ondes.

L’invention repose tout d’abord sur l’agencement particulier du système de lecture et en particulier de la partie rayonnante du câble de communication bidirectionnelle par rapport au parcours suivi par le transpondeur radiofréquence entrainée en mouvement par l’ensemble mobile. En effet, il faut que la distance spatiale entre la partie rayonnante du câble et le transpondeur radiofréquence soit inférieure à une certaine distance, préférentiellement un mètre, au cours d’une partie de la boucle décrivant le parcours de l’ensemble mobile. Ceci est assurée au travers de trois conditions liées à la structure de l’ensemble mobile. En effet, l’ensemble mobile ayant un mouvement majoritairement bidimensionnel, dans le repère lié à l’ensemble mobile, en dehors des zones à déplacement imposé, il est possible de définir un plan médian à la partie déformable de l’ensemble mobile qui a comme propriété d’être perpendiculaire à l’ensemble des axes de rotation de l’ensemble mobile et de séparer l’ensemble mobile en deux parties symétriques par rapport au plan médian. On entend ici par le terme « mouvement majoritairement bidirectionnel » que la distance parcourue par un point matériel de l’ensemble mobile entre deux instants, décomposée sur un repère orthonormé lié à l’ensemble mobile, a une composante plus petite que les deux autres. Généralement cette composante est celle qui est portée par la direction des axes de rotation de l’ensemble mobile. La première condition est qu’une sous partie continue de la partie rayonnante du câble de communication ne soit pas plus éloignée de 2 mètres du plan médian attaché à la partie déformable de l’ensemble mobile suivant la direction des axes de rotation de l’ensemble mobile. Bien entendu plus l’implantation de la partie continue de la partie rayonnante du câble est faible, meilleure est la communication radiofréquence entre les deux dispositifs radiofréquences.

Ensuite la partie déformable de l’ensemble mobile est soit animée d’un mouvement de rotation pure autour d’un seul axe de rotation, ce qui est le cas par exemple d’un ensemble monté pour véhicule automobile soit animée d’un mouvement combinant des rotations partielles autour de plusieurs axe de rotation avec des mouvement de translation entre ces rotations partielles, ce qui est le cas de la bande transporteuse d’un convoyeur ou des chenilles d’un véhicule terrestre par exemple. Il est nécessaire de maitriser la distance entre la partie continue de la partie rayonnante du câble de communication bidirectionnelle et la partie déformable de l’ensemble mobile. A cet effet, deux conditions de projections sont à respecter. La première concernant la zone de la partie déformable en rotation partielle autour d’un axe de rotation consiste à définir la distance maximale de projection radiale R de la partie continue de la partie rayonnante du câble de communication bidirectionnelle sur la plus proche surface de la partie déformable de l’ensemble mobile animée de ce mouvement de rotation donc en contact avec l’ensemble non déformable de l’ensemble mobile. La seconde consiste à définir la distance maximale de projection orthogonale P de la partie continue de la partie rayonnante du câble de communication bidirectionnelle sur la plus proche surface de la partie déformable de l’ensemble mobile. Nécessairement cette surface est colinéaire aux axes de rotation de l’ensemble mobile délimitant le mouvement de translation de la partie déformable.

Lorsque ces trois conditions sont réunies en même temps au cours d’une partie de la boucle décrivant le parcours du transpondeur radiofréquence fixé sur l’ensemble mobile, on assure que la partie continue de la partie rayonnante du câble de communication bidirectionnelle est potentiellement en communication avec le transpondeur radiofréquence sur cette partie de la boucle, qui plus est cette communication est spatialement périodique puisqu’elle se répète à chaque boucle. Bien entendu, plus cette partie de la boucle est étendue, meilleure est la communication entre les deux composants. Préférentiellement, la condition est respectée sur la totalité de la boucle décrivant le parcours du transpondeur radiofréquence.

Enfin, il est nécessaire que la partie continue de la partie rayonnante du câble de communication bidirectionnelle qui se trouve dans cette zone spatiale par rapport à l’ensemble mobile a une longueur curviligne supérieure à une unité de longueur du câble. L’unité de longueur du câble est définie par la longueur d’onde associée à la fréquence F0 d’émission du signal radioélectrique par le système de lecture. Ainsi, on assure que la longueur de l’antenne dans la zone spatiale délimitée par les trois conditions géométriques est adaptée pour émettre et recevoir des signaux radioélectriques vers de depuis le transpondeur radiofréquence fixé sur l’ensemble mobile. Bien entendu plus la longueur de la partie continue de la partie rayonnante du câble de communication bidirectionnelle est grande, meilleure est la communication entre le système de lecture et le transpondeur radiofréquence.

Selon un mode de réalisation privilégié, la partie rayonnante du au moins un câble comprenant au moins une seconde partie continue disjointe de la première partie continue, l’abscisse curviligne de la au moins une seconde partie continue est au moins supérieure à une unité de longueur du câble, la distance de la projection orthogonale P de la au moins une seconde partie continue de la partie rayonnante du au moins un câble sur un plan de la partie déformable du au moins un second ensemble mobile situé entre deux axes de rotation contigus et colinéaire à ces deux axes de rotation et/ou la distance de la projection radiale R de la au moins une seconde partie continue de la partie rayonnante du au moins un câble sur un cylindre, d’axe de révolution coaxial à l’axe de rotation de l’au moins un des ensembles non déformables du au moins un second ensemble mobile, circonscrit à la partie déformable en contact avec le au moins un des ensembles non déformables du au moins un second ensemble mobile est inférieure ou égale à 1 mètre, préférentiellement inférieure à 0,5 mètre et la distance de la projection axiale A, selon la direction de l’ensemble des au moins un axe de rotation du au moins un second ensemble mobile, de la au moins une seconde partie continue de la partie rayonnante du au moins un câble sur le plan médian de la partie déformable du au moins un second ensemble mobile est inférieure à 2 mètres, préférentiellement inférieure à 1 mètre, très préférentiellement inférieure à 0,5 mètre.

C’est une configuration où le câble de communication bidirectionnelle est capable d’interroger des ensembles mobiles du même moyen de transport qui sont éloignés l’un de l’autre de sorte que la même partie continue de la partie rayonnante du câble de communication ne puisse pas interroger les deux ensembles mobiles. La solution conventionnelle serait alors d’ajouter un second câble de communication bidirectionnelle et de positionner une partie continue de la partie rayonnante de ce second câble dans la zone géographique adéquate du second ensemble mobile, ce qui est couteux. La solution ici est d’employer le même câble de communication bidirectionnelle, ce qui limite le nombre de connexions galvaniques à l’émetteur/récepteur de signaux électriques du système de lecture. Ce câble est alors équipé d’une seconde partie continue rayonnante disjointe de la première partie continue. Cependant, il peut s’agir de la même partie rayonnante du câble. Ainsi, le même câble interroge et réceptionne les informations de chaque transpondeur radiofréquence associé chacun à un ensemble mobile différent. Bien entendu, il est tout à fait possible de multiplier les parties continues et rayonnantes sur la longueur du câble de communication afin de communiquer avec plusieurs ensembles mobiles éloignés géographiquement les uns des autres pour communiquer avec tous les transpondeurs radiofréquences du moyen de transport, que ceux-ci soient liés à un ensemble mobile du moyen de transport ou non. De même une partie continue de la partie rayonnante du câble de communication bidirectionnelle peut communiquer avec des ensembles mobiles différents tant que ceux-ci se situent à la bonne distance de la partie continue de la partie rayonnante du câble.

Avantageusement le au moins un câble est équipé à son extrémité libre d’un conducteur connecté à l’âme conductrice recouvert d’un second matériau diélectrique, lui-même recouvert en partie par l’ensemble conducteur dont la longueur du connecteur est adaptée à la bande de fréquences du système de lecture pour la performance de couplage capacitif.

Ce type de câble de communication bidirectionnelle utilise les ondes radioélectriques de surface par l’intermédiaire de ce dispositif de réflexion. Cela permet de disposer d’un câble bidirectionnel n’ayant pas de spécificités à sa surface sur la partie rayonnante. Ainsi, dans l’hypothèse d’une forte déformation du câble lors de son implantation dans le moyen de transport, la fonctionnalité de communication du câble n’est pas affectée comme pourrait l’être un câble à fuites (« leaky feed antenna ») dont la distribution et les formes des orifices traversant le tube conducteur sont plus sensibles à la déformation du câble bidirectionnelle. De plus, cette solution technique est plus économique puisque la réalisation des orifices sur le tube conducteur est nettement plus onéreuse que la mise en place d’un dispositif de réflexion électrique par couplage capacitif à l’extrémité d’un câble coaxial.

Ce type de câble est décrite dans la demande de brevet US2016/0197408A1 comprenant à son extrémité libre un dispositif de réflexion électrique par couplage capacitif constitué d’un composant conducteur connecté à l’âme conductrice et éventuellement séparé du tube conducteur par un second matériaux diélectrique générant un couplage capacitif. La longueur du composant conducteur est généralement un quart de longueur d’onde des ondes radioélectriques émises et reçues par l’antenne câble. Ce dispositif crée des ondes de propagation radioélectriques de surface sur le tube conducteur en sens opposé à celui émis par le générateur de signaux jusqu’à une zone d’atténuation des ondes de surfaces réalisés par des anneaux aimantés, généralement en ferrite, montés axialement extérieurement au câble.

Selon un mode de réalisation spécifique, dans la partie rayonnante du câble, l’ensemble conducteur est recouvert d’un second ensemble conducteur qui est relié à la masse.

Cela permet de limiter le rayonnement électromagnétique issu du câble dans le moyen de transport ce qui peut être nécessaire selon la conformité électromagnétique du moyen de transport souhaitée.

Selon un mode de réalisation particulier, l’antenne radiofréquence du transpondeur radiofréquence comprenant au moins un brin filaire définissant un premier axe longitudinal, et la première et/ou la au moins une seconde partie continue de la partie rayonnante de au moins un câble définissant une droite médiane, l’angle formé par les vecteurs directeurs du premier axe longitudinal et de la droite médiane est inférieur à 30 degrés, préférentiellement inférieure à 10 degrés sur au moins une partie du parcours fermé décrit par au moins un ensemble mobile.

Dans le cas particulier où le transpondeur radiofréquence est équipé d’une antenne filaire, les deux ensembles électroniques sont alors munis d’antennes unidirectionnelle. Afin de communiquer, il est nécessaire que les directions des axes des deux antennes ne soient pas perpendiculaires entre elles afin d’assurer un couplage électromagnétique entre elles. Idéalement, les deux directions devraient être colinéaires pour que l’efficacité du couplage soit maximale Cependant, le niveau de communication entre les deux antennes reste totalement convenable tant que l’angle formé par des deux directions est inférieure à 30 degrés. Ceci est préférable lorsque le transpondeur radiofréquence est passif, c’est-à-dire sans source propre ou de production d’énergie électrique. En effet, le couplage électromagnétique sert alors à activer le transpondeur radiofréquence en lui transmettant de l’énergie avant que celui-ci émet.

Bien entendu le transpondeur radiofréquence étant en mouvement tandis que le système de lecture est fixe par rapport au moyen de transport, la condition angulaire n’est pas forcément respectée sur la totalité du parcours décrit par le transpondeur radiofréquence. Cependant, il suffit que celle-ci soit réalisé sur une partie du parcours de l’ensemble mobile pour que la communication radiofréquence entre les deux systèmes électroniques soit efficace.

Préférentiellement, le transpondeur radiofréquence est une étiquette RFID (acronyme en anglais de ‘Radio Frequency IDentification »)

C’est le transpondeur radiofréquence idéal pour communiquer l’identifiant d’un objet et en particulier l‘identifiant de l’ensemble mobile ou de l’un de ses composants. Généralement ces étiquettes sont passives pour minimiser la masse du transpondeur, le coût et assurer une fiabilité du transpondeur radiofréquence tout au long de la vie du produit et en particulier des composants de l’ensemble mobile. Enfin, l’intégration de ces étiquettes au sein des mélanges élastomères est possibles tout en assurant une bonne intégrité physique aussi bien à l’étiquette RFID qu’à celle des composants élastomères.

Très préférentiellement, le moyen de transport est compris dans le groupe comprenant un véhicule terrestre à chenille, un véhicule terrestre à bandage déformable et élastique, un convoyeur à bande transporteuse.

Très préférentiellement aussi, la partie déformable de l’ensemble mobile est compris dans le groupe comprenant un bandage déformable et élastique, une bande transporteuse en mélange élastomère et une chenille en mélange élastomère.

L’utilisation d’étiquette RFID, mais aussi de capteurs radiofréquences actifs, se généralise pour l’identification ou la surveillance des objets ouvrant la porte à des services de logistique et permettant une personnalisation de certains systèmes du moyen de transport ce qui conduit à améliorer l’utilisation de ces systèmes. L’emploi d’étiquette RFID constitue le transpondeur radiofréquence de plus petite taille à ce jour assurant au minima une fonction d’identification de l’objet auquel il est relié. Ces moyens de transport sont souvent munis de bande de transport, que ce soit une bande de roulement, une bande transporteuse ou un bandage pneumatique qui représentent des pièces d’usure à l’échelle du moyen de transport. Identifier ces pièces amovibles dont le vieillissement est plus accéléré que le moyen de transport permet une maintenance prédictive de celle-ci. Selon l’état de vieillissement ou d’usure de ces composants, il convient parfois d’adopter les réglages du moyen de transport pour optimiser le rendement opérationnel de ce moyen de transport. Étant des pièces déformables par nature, le niveau de déformation est élevé. De ce fait l’emploi d’étiquette RFID de petite taille est préférable pour assurer à la fois l’intégrité physique et l’endurance de ces parties déformables.

Selon un mode de réalisation très particulier, l’ensemble mobile décrit un mouvement de rotation autour d’un unique axe de rotation, la partie continue du au moins un câble décrit un secteur angulaire autour de l’unique axe de rotation au moins supérieur à 30 degrés, préférentiellement supérieure à 60 degrés, très préférentiellement supérieure à 120 degrés.

La première condition du mouvement de l’ensemble mobile illustre par exemple le cas des ensembles montés pour véhicule automobile. En effet, l’enveloppe pneumatique, montée sur jante constitue l’ensemble monté qui est mis en rotation autour d’un unique axe de rotation. Dans ce cas, il est préférable que, dans un repère tournant associé à l’unique axe de rotation, la partie continue de la partie rayonnante du câble de communication bidirectionnelle s’étende sur un secteur angulaire d’au moins 30 degrés. Ainsi, on assure, selon la vitesse de rotation de l’ensemble mobile autour de son unique axe de rotation d’une certaine durée de communication entre le transpondeur radiofréquence tournant avec l’ensemble mobile et le système de lecture fixe dans le moyen de transport. Bien entendu plus le secteur angulaire est grand, plus la durée de communication est augmentée à vitesse de rotation donnée.,

Préférentiellement, la partie continue de la partie rayonnante du au moins un câble est fixé sur la au moins une paroi délimitant la cavité du moyen de transport accueillant l’ensemble mobile.

Dans le cas d’un ensemble mobile tournant autour d’un unique axe de rotation comme celui comprenant par une enveloppe pneumatique dans une voiture, la fixation directe ou indirecte de la partie continue de la partie rayonnante du câble de communication bidirectionnelle sur le passage de roue est préférée. En effet, le passage de roue délimite la cavité où se connectera l’ensemble monté au véhicule en condition d’usage. Généralement ce composant n’est pas métallique ce qui implique aucun effet de blindage ou de perturbations radioélectriques. La propagation des ondes radioélectriques entre le câble de communication et le transpondeur est favorisée par l’absence de composants mécaniques s’interposant entre les deux antennes. Enfin la cavité constitue naturellement une zone libre d’implantation du câble de communication dans un espace extrêmement réduit comme celui d’un véhicule automobile.

Très préférentiellement, la partie continue de la partie rayonnante du au moins un câble s’étend à une distance radiale constante de l’unique axe de rotation de l’ensemble mobile.

Cette condition assure une fiabilité dans la communication radiofréquence entre les deux composants dans le cas d’un transpondeur radiofréquence passif, comme une étiquette RFID, dans l’enveloppe pneumatique. En effet, il est communément admis de positionner l’étiquette RFID au niveau du flanc du pneumatique suivant une direction majoritairement circonférentielle par rapport à l’axe de rotation de l’ensemble monté. De plus, la forme des parois délimitant la cavité d’accueil de l’ensemble monté suit généralement cette condition géométrique. Ainsi, aussi la communication entre les deux antennes est optimisée aussi bien en matière de durée que de qualité.

Préférentiellement, le transpondeur radiofréquence émet par une fréquence sous porteuse.

Ce sont des cas d’application ou le transpondeur radiofréquence utilise le signal d’émission radiofréquence qu’il reçoit pour transmettre la réponse à son interrogation. Ce mode de fonctionnement est particulièrement employé dans les transpondeurs radiofréquence passif de type étiquette RFID, c’est-à-dire ne disposant pas de source d’énergie propre pour émettre. Ces modes de communication emploient diverses modulations selon que l’on souhaite favoriser la sensibilité de communication du câble de communication bidirectionnelle ou la vitesse de communication entre les deux dispositifs radiofréquences La modulation est caractérisée principalement par deux grandeurs : le nombre de transitions pour un état binaire , physiquement il s’agit d’un changement d’état de l’impédance du transpondeur radiofréquence de la puce électronique d’une étiquette RFID par exemple, qui induit une modification de l’amplitude et de la phase du signal retour, et la période unitaire pour observer les transitions. En favorisant la sensibilité du câble de communication, il convient de travailler sur un nombre important de transitions pour un état binaire sur une période unitaire élevée. Par exemple, le codage en Miller 8 applicable en RFID UHF, permet de gagner 10 à 20 dBm de sensibilité. A l’inverse, limiter le nombre de transitions ,jusqu’ à une seule transition par période unitaire sur une période unitaire courte favorise le débit des transactions entre le transpondeur radiofréquence et le câble de communication bidirectionnelle, le maximise en fait, Le modulation FMO, c’est à-dire une transition par période unitaire de 7,6µs par exemple, permet d’augmenter d’un facteur 10 le taux de lecture du câble de communication bidirectionnelle par rapport à une modulation en Miller 8.

Très préférentiellement, la fréquence sous porteuse du transpondeur radiofréquence comprend un nombre de transitons inférieure à 5, préférentiellement une seule transition sur la période unitaire de la fréquence sous porteuse.

Très préférentiellement, la fréquence sous porteuse du transpondeur radiofréquence comprend une période unitaire inférieure à 10µs, préférentiellement inférieure à 8 µs.

En optant pour des périodes courtes et des transitions peu nombreuses, on favorise le débit de communication radiofréquence entre le transpondeur radiofréquence et le câble de communication bidirectionnelle, c’est -à-dire le taux de lecture de la partie continue de la partie rayonnante du câble de communication ce qui est favorable dans le contexte de l’agencement envisagé. En effet, l’agencement se caractérise par des distances de lecture entre le câble de communication bidirectionnelle et le transpondeur radiofréquence inférieures à 1 mètre sur une durée de couplage entre les deux dispositifs courte du fait du mouvement relatif du transpondeur radiofréquence monté sur l’ensemble mobile. L’inventeur a constaté que ce mode de modulation est alors meilleur, notamment pour des véhicules de transport à chenilles ou à enveloppe pneumatique lorsque la partie continue de la partie rayonnante du câble de communication se trouve en vis-à-vis directe avec la partie déformable de l'ensemble mobile.

Description brève des dessins

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en se référant aux figures annexées dans lesquelles les mêmes numéros de référence désignent partout des parties identiques et dans lesquelles :

Les figures 1a et 1b présentent une vue en perspective de l’espace de communication de la partie rayonnante du câble de communication avec l’ensemble mobile selon deux cas d’application d’ensemble mobile.
La présente un mode de réalisation du câble de communication bidirectionnelle du système de lecture selon l’invention.
La présente une vue en perspective de l’implantation du système de lecture dans un véhicule automobile.
La présente une vue en coupe d’un pneumatique équipé d’une étiquette RFID.

Description détaillée de modes de réalisation

Sur la , on visualise une enveloppe pneumatique 12 représentant la partie déformable d’un ensemble mobile constituée de ladite enveloppe pneumatique montée sur une jante, la jante n’étant pas représentée ici. L’enveloppe pneumatique ou la partie déformable 12 tourne autour d’un axe naturel de rotation 102. La partie déformable 12 définit un plan médian 101 qui est perpendiculaire à l’axe de rotation 102, séparant la partie déformable 12 en deux sous parties symétriques par rapport au plan médian 101. Cette partie déformable 12 est équipée d’un transpondeur radiofréquence de type RFID, c’est-à-dire sans source d’énergie propre, servant à mesurer la pression de gonflage de l’ensemble mobile à l’aide d’un capteur de pression ce qui correspond à un dispositif électronique de type RFID capteur. Cette partie déformable 12 comprend aussi un capteur actif de type TPMS monté à la valve de la jante. La position radiale, azimutale et axiale de ces dispositifs radiofréquences sont généralement quelconques dans l’ensemble mobile.

La partie déformable 12 est circonscrite dans un cylindre 108 d’axe de révolution 102 s’appuyant sur la position radialement la plus extérieure du sommet de l’enveloppe pneumatique par rapport à l’axe de rotation 102. Ici, la partie déformable est gonflé mais pas chargé statiquement, le cylindre 108 s’appuie sur une multitude de points du sommet équitablement réparties sur le périmètre du sommet.

On peut alors définir l’espace d’implantation 104 de la partie continue de la partie rayonnante du câble de communication bidirectionnelle comme étant un cylindre d’axe de révolution coaxial à l’axe 102, s’étendant radialement par rapport à l’axe 102 depuis la surface extérieure du cylindre 108 à une distance R matérialisée par la flèche grise représentée dans la plan médian 101. Ce cylindre 104 est droit puisqu’il est limité par des faces planes colinéaires au plan médian 101 situées de part et d’autre du plan médian 101 à une distance axiale A du plan médian 101 selon la direction de l’axe 102. Ces distances axiales A sont visualisées par des flèches grises portées par l’axe 102. Il est impératif de positionner une partie continue de la partie rayonnante du câble de communication directionnelle d’une longueur d’au moins une unité de longueur du câble, définie par la fréquence F0 d’émission du système de lecture, dans le cylindre droit 104 afin que les dispositifs radiofréquences de l’ensemble mobile puissent communiquer avec le système de lecture embarqué sur le moyen de transport à l’aide du dit câble de communication bidirectionnelle.

La , on visualise un convoyeur à bande transporteuse 1, en tant qu’ensemble mobile, comprenant une bande transporteuse 12, représentant la partie déformable de l’ensemble mobile, mise en mouvement à l’aide de deux rouleaux d’entrainement 11a et 11b servant d’ensemble non déformable de l’ensemble mobile. Ces rouleaux d’entrainement 11a et 11b sont entrainés par une propulsion thermique du moyen de transport non représentée sur la figure.

. La bande transporteuse ou la partie déformable 12 tourne autour de deux axes naturels de rotation 102a et 102b. La partie déformable 12 définit un plan médian 101 qui est perpendiculaire aux axes de rotation 102a et 102b, séparant la partie déformable 12 en deux sous parties symétriques par rapport au plan médian 101. Cette partie déformable 12 est équipée d’un transpondeur radiofréquence de type RFID, c’est-à-dire sans source d’énergie propre, servant à identifier la bande transporteuse.

La partie déformable 12 peut être découpée à chaque instant en trois zones. La première zone correspondant à la rotation de la bande transporteuse autour de l’axe de rotation 102a à l’aide du rouleau d’entrainement 11a, ceci correspond sur la figure à un demi-cercle. La deuxième zone correspond à la rotation de la bande transporteuse autour du second axe de ration 102b à l’aide du second rouleau d’entrainement 11b. Enfin, la troisième zone correspond au reste de la bande transporteuse 12 ou le mouvement de la bande transporteuse 12 dans cette zone correspond à un mouvement de translation selon une direction perpendiculaire aux axes de rotation 102a et 102b. La première zone est circonscrite dans un demi-cylindre 103a d’axe de révolution 102a s’appuyant sur la position radialement la plus extérieure de la bande transporteuse 12 de la première zone par rapport à l’axe de rotation 102a.Par nature ce cylindre s’étend selon la direction de l’axe de rotation 102a de façon infinie. La deuxième zone est, de façon similaire, circonscrite dans un demi-cylindre 103b d’axe de révolution 102b s’appuyant sur la position radialement la plus extérieure de la bande transporteuse 12 de la deuxième zone par rapport à l’axe de rotation 102b.

On peut alors définir l’espace d’implantation 104 de la partie continue de la partie rayonnante du câble de communication bidirectionnelle comme étant la forme géométrique constitué de plusieurs formes géométriques élémentaires.

Tout d’abord, et dans le cas de fa , pour la deuxième zone de la bande transporteuse 12, la forme élémentaire est un demi-cylindre d’axe de révolution coaxial à l’axe 102b, s’étendant radialement par rapport à l’axe 102b depuis la surface extérieure du demi-cylindre 103b à une distance R qui est matérialisée par la différence des flèches grises R2 et R1 représentée dans la plan médian 101. Ce premier demi-cylindre est droit puisqu’il est limité par des faces planes colinéaires au plan médian 101 situées de part et d’autre du plan médian 101 à une distance axiale A du plan médian 101 selon la direction de l’axe 102b. Ces distances axiales A sont visualisées par des flèches grises colinéaires à l’axe 102b. De façon similaire, pour la première zone de la bande transporteuse 12, la forme élémentaire est aussi un demi-cylindre d’axe de révolution coaxial à l’axe 102a, s’étendant radialement par rapport à l’axe 102a depuis la surface extérieure du demi-cylindre 103a à la même distance R que le premier demi-cylindre. Ici, les rouleaux 11a et 11b ont des rayons identiques, noté R1, mais, en général, ils peuvent être différents. Cependant la distance radiale R depuis la surface externe de la bande transporteuse 12 est toujours identique entre les demi-cylindres.

Dans le cas général, les premières et secondes zones sont des portions de cylindre qui est inversement proportionnelle au nombre d’axe de rotation de l’ensemble mobile 1. Par exemple, si l’ensemble mobile 1 comprend 3 axes de rotations de type 102, les portions de cylindre correspond à des tiers de cylindre complet.

Ce second demi-cylindre est droit puisqu’il est limité par des faces planes colinéaires au plan médian 101 situées de part et d’autre du plan médian 101 à la même distance axiale A du plan médian 101 selon la direction de l’axe 102a. En général, ce sont toujours des portions de cylindre droit car délimités par des faces planes colinéaires au plan médian 101.

Enfin, la troisième forme élémentaire de l’espace d’implantation 104 est un polyèdre, dans le cas de la un hexaèdre, comprenant deux faces parallèles au plan médian 101 distantes chacune d’une distance axiale A situées de part et d’autre du plan médian 101.Le polyèdre est complété par les plans de fermeture des portions de-cylindre construits à partir de la distance radiale R de la surface externe de la bande transporteuse 12. Dans le cas de la , les axes de rotations de l’ensemble mobile 1 étant au nombre de deux, les plans de fermeture sont au nombre de deux et sont parallèles entre deux. Mais quel que soit le nombre de plans de fermeture, ils sont perpendiculaires au plan médian 101 et de ce fait aux faces planes initiales du polyèdre. Dans le cas général où le nombre d’axe de rotation de l’ensemble mobile 1 est supérieure à 2, chaque portion de cylindre délimitera deux plans de fermeture formant un angle entre eux égal à la portion du cylindre. Par exemple, si l’ensemble mobile comprend 3 axes de rotations, chaque tiers de cylindre comprend deux plans de fermeture formant un angle de 120 degrés entre eux. Nécessairement, chaque plan de fermeture d’une portion de cylindre trouve un plan de fermeture parallèle à lui sur une portion de cylindre d’un axe de rotation contigu au premier axe de rotation. Enfin, le polyèdre se ferme par un nombre de faces planes dont le nombre est égal au nombre d’axe de rotation de l’ensemble mobile 1 qui sont perpendiculaires au plan médian 101. Ici, l’ensemble mobile 1 du convoyeur a deux axes de rotations, on ferme le polyèdre, qui est un hexaèdre, par deux plans joignant les bords libres deux à deux des demi-cylindres. Ces plans sont ici parallèles pour la seule raison que les ensembles non déformables 11a et 11b de l’ensemble mobile 1 présentent des rayons identiques.

Bien entendu, la définition du plan d’implantation 104 de la partie continue de la partie rayonnante d’un câble de communication bidirectionnelle est tout à fait similaire dans le cas d’un ensemble mobile de type chenilles présentant deux ou plusieurs roues d’entrainement ayant des axes de rotation colinéaires

Il est impératif de positionner une partie continue de la partie rayonnante du câble de communication directionnelle d’une longueur d’au moins une unité de longueur du câble, définie par la fréquence F0 d’émission du système de lecture, dans le polyèdre 104 afin que les dispositifs radiofréquences de l’ensemble mobile 1 puissent communiquer avec le système de lecture embarqué sur le moyen de transport.

La montre un câble de communication bidirectionnelle 32 selon une configuration différente du câble à fuites fonctionnant parfaitement bien, mais non uniquement, pour des applications de type étiquette RFID.

Le câble 32 comprend une structure conductrice coaxiale bipolaire allongée 312 avec un conducteur intérieur électriquement conducteur 314 et un conducteur enveloppe électriquement conducteur 316 entourant coaxialement le conducteur intérieur 314. Dans l'exemple illustré, le conducteur interne 314 est cylindrique et le conducteur enveloppe 316 est creux et cylindrique.

Le conducteur intérieur 314 comme le conducteur d'enveloppe 316 est formé d'un matériau métallique, dans lequel une couche intermédiaire électriquement isolante (par exemple en plastique) est avantageusement présente radialement entre le conducteur intérieur 314 et le conducteur d'enveloppe 316 sur toute la longueur de la structure conductrice 312.

Une première extrémité 318 de la structure conductrice 312 est prévue pour connecter un émetteur et/ou un récepteur du système de lecture pour un signal d'antenne à transmettre en utilisant le câble 32 ou un signal d'antenne à recevoir par le câble 32, respectivement. Le câble 32 est pourvu d'une prise coaxiale conventionnelle 320 pour cela dans l'exemple illustré, laquelle fiche coaxiale réalise un connecteur électrique pour le conducteur interne 314 et pour le conducteur enveloppe 316 à cette première extrémité 318 de manière classique.

Une extension 324 de conducteur interne 314, qui est formée d'un seul tenant avec le conducteur interne 314 dans l'exemple illustré et est donc connectée électriquement au conducteur interne 314, est prévue à une seconde extrémité opposée 322 de la structure conductrice 312. Cette extension 424 s'étend hors du conducteur enveloppe 316, en partant de la deuxième extrémité 322 de la structure conductrice 312, de manière rectiligne et coaxiale au parcours du conducteur interne 314 et du conducteur enveloppe 316 directement avant le deuxième extrémité 322.

L'extension de conducteur interne 324 s'étend de manière rectiligne jusqu'à une extrémité libre 326 de l'extension de conducteur interne 324, dans laquelle un certain couplage capacitif de l'extrémité libre 326 ou de l'extension de conducteur interne 324 au conducteur d'enveloppe 316 existe dans la région de la deuxième extrémité 322 de celui-ci, en fonction de la longueur de l'extension de conducteur interne 324.

Dans un mode de transmission du câble 32, c'est-à-dire si un signal d'antenne à transmettre est introduit au niveau de la fiche coaxiale 320 de la première extrémité 318, alors ce signal d'antenne parcourt la structure conductrice 312 jusqu'à l'extrémité 322 et y est réfléchie plus ou moins fortement, pour refluer sous forme d'onde progressive liée émanant de la deuxième extrémité 322 le long du conducteur enveloppe 316 en direction de la première extrémité 318.

Pour un mode de fonctionnement choisi en conséquence, par exemple en ce qui concerne la fréquence et la puissance du signal d'antenne injecté, il peut être obtenu que le câble 32 crée un champ électromagnétique alternatif autour d'elle, mais rayonne relativement peu. Ce câble 32 fonctionne comme une antenne à ondes progressives dans un « mode couplé », afin d'avoir donc un bon contrôle sur la portée du câble 32.

Dans l'exemple de la , un dispositif d'amortissement d'ondes de surface 330 est disposé sur la circonférence extérieure du conducteur enveloppe 316, à distance de la deuxième extrémité 322, en un point entre les deux extrémités 318 et 322. Ce dispositif est formé, dans l'exemple illustré, d'une pluralité d'anneaux de ferrite 332, 334, 336 et 338, qui entourent à chaque fois la circonférence extérieure du conducteur enveloppe 316.

Les anneaux de ferrite 332 à 338 sont disposés à distance les uns des autres vus dans la direction longitudinale de la structure conductrice 312 et effectuent avantageusement un amortissement des ondes progressives mentionnées, qui remontent à partir de la deuxième extrémité 322 de la structure conductrice 312, lorsque ces ondes arrivent à l'emplacement du dispositif d'amortissement 330.

Le dispositif d'amortissement 330 formé des anneaux de ferrite 332 à 338 ou de leur emplacement d'agencement dans le parcours de la structure conductrice coaxiale 312 divise la longueur totale de la structure conductrice 312 en une section conductrice de signal 340 et une section rayonnante 342, dans laquelle pendant le fonctionnement du câble 32, la section 340 est utilisée pour conduire le signal d'antenne émanant de ou vers la première extrémité 318, et la section 342 est utilisée pour transmettre des informations et/ ou de l'énergie émanant du câble 32 ou vers le câble 32.

Le nombre d'anneaux de ferrite et les distances individuelles entre les anneaux de ferrite peuvent être adaptés au cas d'utilisation respectif ou aux paramètres de fonctionnement du câble 32.

On peut également prévoir qu'au moins un anneau de ferrite, dans le cas d'une pluralité d'anneaux de ferrite, de préférence au moins le « premier » anneau de ferrite, le plus proche de la deuxième extrémité 322, c'est-à-dire l'anneau de ferrite 332 dans l’exemple illustré, est agencé de telle sorte qu'il puisse se déplacer le long de la structure conductrice 312.

Par conséquent, les propriétés du dispositif d'amortissement ainsi formé peuvent être influencées ou adaptées au cas d'utilisation réel.

En alternative ou en complément des bagues de ferrite 332 à 338, le dispositif d'amortissement 330 peut, en dérogation à l'exemple illustré, comporter également différents composants d'amortissement, comme par exemple une structure de réseau électrique constitué de composants capacitifs et/ou éléments inductifs et/ou résistifs, qui est disposé en un point pertinent du parcours de la structure conductrice 312 et relié des deux côtés aux sections 340, 342 de la structure conductrice 312 allant à la première extrémité 318 et à la deuxième extrémité 322.

Un composant principal de câble 32 est formé par la structure conductrice coaxiale 312, qui peut être un câble souple ou semi-rigide, ou encore une structure rigide, qui présente une « extrémité ouverte » ou le prolongement conducteur interne 324 mentionné.

Dans la zone de l'extension de conducteur interne 324, un conducteur enveloppe 316 formant un blindage est supprimé dans une certaine mesure dans la zone restante de la structure conductrice, de sorte qu'une antenne dipôle est créée, dont un bras est formé par l'extension de conducteur intérieur 324 et dont l'autre branche est formée par le conducteur enveloppe 316. D’autres modes de réalisation du couplage capacitif non illustrés ici existent.

Le dispositif d'amortissement d'ondes de surface 330 formé ici par un ou plusieurs anneaux de ferrite limite la longueur effective d'antenne pour l'émission/réception à la section 342.

Outre un réglage de cette longueur d'antenne, la position du dispositif d'amortissement 330, ici la position du premier anneau de ferrite 332 notamment, influence également les propriétés du dispositif d'amortissement 330 et donc les propriétés des ondes progressives de retour.

Il est généralement avantageux en ce qui concerne la génération souhaitée d'ondes progressives de retour si l'extension de conducteur interne 324 a une longueur qui, représente au moins approximativement un quart de longueur d'onde du signal d'antenne concerné.

Pour une géométrie appropriée du câble 32 et un mode de fonctionnement correspondant, il peut être obtenu que la majorité d'un signal d'émission migre le long de la "section émetteur/récepteur de signal" 342 en tant que courant de gaine, et que comparativement peu d'énergie haute fréquence est rayonné (« mode couplé »).

La longueur de l'extension de conducteur interne 324 peut être choisie de telle manière qu'une impédance souhaitée soit définie en combinaison avec la position du premier anneau de ferrite 332pour obtenir un affaiblissement de réflexion du câble 32 aussi élevé que possible.

La longueur du câble 32 et les longueurs de ses sections individuelles mentionnées peuvent être prévues de telle sorte qu'elles soient adaptées au cas d'utilisation

En résumé, la structure, la fonctionnalité et les avantages du câble 32 peuvent être décrits comme suit :

Un composant principal de câble 32 est formé par la structure conductrice coaxiale 312, qui peut être un câble souple ou semi-rigide, ou encore une structure rigide, qui présente une « extrémité ouverte » ou le prolongement conducteur interne 324 mentionné.
Dans la zone de l'extension de conducteur interne 324, un conducteur enveloppe 316 formant un blindage est supprimé dans une certaine mesure dans la zone restante de la structure conductrice, de sorte qu'une antenne dipôle est créée, dont un bras est formé par l'extension de conducteur intérieur 324 et dont l'autre branche est formée par le conducteur enveloppe 316.
Le dispositif d'amortissement d'ondes de surface 330 formé ici par un ou plusieurs anneaux de ferrite limite la longueur effective d'antenne pour l'émission/réception à la section 342.
Outre un réglage de cette longueur d'antenne, la position du dispositif d'amortissement 330, ici la position du premier anneau de ferrite 332 notamment, influence également les propriétés du dispositif d'amortissement 330 et donc les propriétés des ondes progressives de retour.
Il est nécessaire pour la génération souhaitée d'ondes progressives de retour que l'extension de conducteur interne 324 a une longueur qui, représente au moins approximativement un quart de longueur d'onde du signal d'antenne concerné.
Pour une géométrie appropriée du câble 32 et un mode de fonctionnement correspondant, il peut être obtenu que la majorité d'un signal d'émission migre le long de la "section émetteur/récepteur de signal" 342 en tant que courant de gaine, et que comparativement peu d'énergie haute fréquence est rayonné (« mode couplé »).
La longueur de l'extension de conducteur interne 324 peut être choisie de telle manière qu'une impédance souhaitée soit définie en combinaison avec la position du premier anneau de ferrite 33 2pour obtenir un affaiblissement de réflexion du câble 32 aussi élevé que possible.

Ici, l1 est la longueur de la section conductrice de signal 340, l2 est la longueur du dispositif d'amortissement d'ondes de surface 330, l3 est la longueur de la section émetteur/récepteur de signal 342 et l4 est la longueur de l'extension de conducteur interne.

La distance d1 désigne une distance entre les anneaux de ferrite 332 et 334. Cette distance d1 est par exemple comprise entre 5 et 20 mm.

Le conducteur enveloppe 316 de la structure conductrice coaxiale 312 présente au moins une ouverture, cette ouverture est dessinée en pointillés à titre d'exemple et repérée par 339. La distance de l'ouverture 339 du dispositif d'amortissement 330 est marquée par d2 se situe dans la plage de 1 à 5 m. Cependant, une pluralité d'ouvertures 339 peuvent également être disposées de manière répartie sur la longueur de la section émetteur/récepteur de signal 342 avec un espacement mutuel compris entre 0,1 et 5 fois la longueur d'onde du signal.

La présente une vue en perspective de l’implantation du système de lecture 3 dans un moyen de transport 2 de type véhicule automobile.

Le véhicule automobile 2 est ici représentée par un volume transparent représentant la caisse habillée équipée fermée ce qui correspondant au véhicule complet à laquelle les essieux et le groupe motopropulseur ont été retirés. Cependant, on visualise sur ce véhicule 2, quatre cavités notées 21a-1, 21a-2, 21b-1 et 21b-2 aptes à accueillir chacun un ensemble monté du véhicule. L’ensemble monté comprend ici des dispositifs radiofréquences de type étiquettes RFID et capteur TMS au niveau de l’enveloppe pneumatique.

Ce véhicule 2 comprend aussi le système de lecture 3 permettant la communication avec les dispositifs radiofréquences des ensembles montés. Ce système de lecture 3 comprend un premier dispositif d’émission et de lecture de signaux électriques 31 implanté dans le véhicule 2 au niveau du tablier, qui est une paroi principalement verticale par rapport au sol où se déplace le véhicule délimitant le compartiment moteur du véhicule situé ici à l’avant du véhicule 2 de l’habitacle passager. Ce dispositif 3& comprend donc l’émetteur de signaux électriques mais aussi le démodulateur de signal électrique.

A partir de ce dispositif 31 partent deux câbles de communication bidirectionnelle 32a et 32b vers respectivement les côtés gauche et droit du véhicule 2. Ces câbles de communications sont des câbles à ondes progressives décrit dans la et sont montés sur le dispositif 31 afin de constituer une liaison galvanique. Chaque câble 32a, 32b chemine au travers de la structure du véhicule 2 afin d’atteindre la proximité d’au moins une cavité d’accueil des ensembles montés. Chaque câble comprend une partie transmission de signal au départ du dispositif 31 puis devient rayonnant.

En fait, comme illustré dans la , chaque câble 32a, 32b atteint la proximité de deux cavités d’accueil des ensembles montés correspondant chacune à l’essieu avant et l’essieu arrière du véhicule 2. Au niveau de la première cavité 21a-1, le câble 32a présente une partie continue 32a-1 qui est continue située au niveau du passage de roue, décrivant un secteur angulaire autour de l’axe de l’essieu avant de 120 degrés. Cette partie 32a-1 du câble de communication 32a est situé dans la zone de communication des dispositifs radiofréquences de l’ensemble monté devant être accueillis dans la cavité 21a-1. Ainsi cette partie du câble de communication 32a communiquera avec les dispositifs radiofréquences de l’ensemble monté présent dans la cavité d’accueil 21a-1.

Cependant, le même câble 32a s’étend ensuite en direction de la seconde cavité d’accueil 21a-2 située sur le côté gauche du véhicule 2 au niveau de l’essieu arrière. Au niveau de cette cavité 21a-2, le câble 32a présente une seconde partie continue 32a-2 rayonnante située dans la zone de communication des dispositifs radiofréquences de l’ensemble monté devant être accueilli dans la cavité 21a-2. La seconde partie continue et rayonnante 32a-2 s’étend angulairement autour de l’axe de rotation due l’essieu arrière sur un secteur angulaire de 90 degrés. En effet, l’essieu arrière n’est pas ici directionnelle par conséquent l’ensemble monté bouge peu angulairement au cours de la phase de roulage. Par conséquent, la communication radiofréquence entre la partie continue et rayonnante 32a-2 du câble de communication bidirectionnelle 32a est facilité par rapport à celle de la partie 32a-1 ou l’essieu est directionnel engendrant un mouvement angulaire de l’ensemble monté en virage par exemple. Ces deux parties 32a-1 et 32a-2 continues et rayonnantes sont disjointes et ne permettent de communiquer chacun qu’avec un ensemble monté . Cependant, dans le cas d’un essieu à roues jumelées comme dans le cadre d’un véhicule utilitaire en mode traction, la partie continue 32a-2 située à proximité de la cavité 21a-2 permettraient de communiquer avec les divers ensembles montés jumelés, situés sur le même essieu et du même côté du véhicule 2.

De façon analogue, du fait de la symétrie du véhicule automobile 2, le câble de communication 32b comprend une partie rayonnante présentant deux parties continues disjointes communiquant chacune avec un ensemble monté situé respectivement sur l’essieu avant et l’essieu arrière. La longueur totale du câble de communication bidirectionnelle 32a et 32b n’excède pas ici la longueur de 5 mètres. La longueur de la partie continue et rayonnante 32a-1, 32a-2, 32b-1 et 32b-2 est supérieure à 50 centimètres, correspondant au quart du développement d’une enveloppe pneumatique pour véhicule particulier. Cette longueur est au-delà de l’unité de longueur du câble pour une communication radiofréquence en UHF à 920 MHz ou 2.4 GHz.

La représente une vue de détail d’une enveloppe pneumatique qui constitue la partie déformable 12 d’un ensemble mobile 1 que représente l’ensemble monté constitué d’une enveloppe pneumatique dans un état monté gonflé sur jante. La jante représente la partie indéformable de l’ensemble mobile Le schéma se focalise au niveau du bourrelet 84 de l’enveloppe pneumatique. Cette figure illustre le positionnement d’un transpondeur radiofréquence 100 de type étiquette RFID dans la zone extérieure de l’enveloppe pneumatique par rapport à la nappe carcasse 87.

Le bourrelet 84 est constitué par la tringle 85 autour de laquelle s’enroule la nappe carcasse 87 avec une partie repliée 88 située dans la zone extérieure de l’enveloppe pneumatique. La partie repliée 88 de la nappe carcasse 87 se termine par un bord libre 881. Une masse de gomme 91 nommée bourrage tringle est située radialement extérieurement et de façon adjacente à la tringle 85. Elle présente un bord libre radialement extérieur 911 prenant appui sur une face de la nappe carcasse 87 (plus précisément sur le calandrage extérieur de la nappe carcasse, il n’y a pas de contact direct entre les câblés de la nappe carcasse et le transpondeur radiofréquence 100). Une deuxième masse de gomme 92 nommée « bourrage de renfort » lui est adjacente. Elle possède deux bords libres. Le premier bord libre 921 est situé radialement intérieurement et prend appui sur la partie retournée 88 de la nappe carcasse. L’autre bord libre 922 est situé radialement extérieurement et se termine sur la face de la nappe de la nappe carcasse 87. Enfin le flanc 83 recouvre à la fois le bourrage de renfort 92 et la nappe carcasse 87. Le flanc possède un bord libre 831 situé radialement intérieurement et se terminant sur la partie retournée 88 de la nappe carcasse.

Sur la zone intérieure de l’enveloppe pneumatique, se trouve la gomme intérieure étanche 90 qui est adjacente à la nappe carcasse 87 dans cette configuration. Elle se termine par un bord libre 901 adjacent à la nappe carcasse 87. Enfin un protecteur talon 93 vient protéger la nappe carcasse 87 et les extrémités radialement intérieures 901, 921 et 831 respectivement de la gomme intérieure étanche 90, de la gomme de bourrage renfort 92 et du flanc 83. La face extérieure de ce protecteur talon 93 est apte à être en contact direct avec le crochet de jante lors du montage de l’enveloppe pneumatique sur la roue. Ce protecteur talon 93 présente deux bords libres radialement extérieurs. Le premier bord libre 931 est situé dans la zone intérieure de l’enveloppe pneumatique 1. Le second bord libre 932 est situé dans la zone extérieure de l’enveloppe pneumatique 1.

Le bourrelet 84 de cette enveloppe pneumatique est équipé de deux étiquettes RFID 100 et 100bis situés dans la zone extérieure de l’enveloppe pneumatique. Le premier transpondeur radiofréquence 100 étant préalablement encapsulé dans une gomme d’enrobage isolante électriquement est positionné sur la face extérieure du bourrage tringle 91. Il est positionné à une distance de 20 millimètres du bord libre 881 de la partie retournée 88 de la nappe carcasse qui constitue une singularité mécanique. Ce positionnement assure une zone de stabilité mécanique pour l’organe électronique 100 qui est bénéfique à son endurance mécanique. De plus, son enfouissement au sein même de la structure de l’enveloppe mécanique lui assure une bonne protection aux agressions mécaniques en provenance de l’extérieur du pneumatique.

Le deuxième transpondeur radiofréquence 100bis étant préalablement encapsulé dans une gomme d’enrobage isolante électriquement compatible ou similaire avec le matériau du flanc 83 est positionné sur la face extérieure du flanc. La similarité de matériau entre le flanc 83 et la gomme d’enrobage assure une mise en place au sein et à la périphérie du flanc 83 de l’étiquette RFID 100bis au cours du procédé de cuisson. L’étiquette RFID 100bis est simplement posé sur la face extérieure à cru du flanc 83 au cours de la confection de l’enveloppe pneumatique. La mise sous pression de l’ébauche cru dans le moule de cuisson assure le positionnement de l’étiquette RFID 100bis à l’état cuit tel que représenté. Ce transpondeur RFID 100bis est situé loin de tout bord libre d’un constituant caoutchouteux de l’enveloppe pneumatique. En particulier il est éloigné du bord libre 932 du protecteur talon, du bord libre 881 de la nappe carcasse et des bords libres 911 et 922 des gommes de bourrage. Son positionnement en partie haute du bourrelet assure une performance de communication accrue avec un lecteur radiofréquence externe.

Claims

Moyen de transport (2) équipé d’au moins un ensemble mobile (1) apte à assurer le mouvement relatif du moyen de transport par rapport à un autre système mécanique, constitué d’une partie déformable (12) mise en mouvement autour d’au moins un axe de rotation (102, 102a, 102b) par un ensemble non déformable (11a, 11b), le mouvement libre du au moins un ensemble mobile (1) s’effectuant dans un plan majoritairement bidimensionnel dans un repère associé à le au moins un ensemble mobile, la partie déformable (12) de l’au moins un ensemble mobile (1) définissant un plan médian (101) qui est perpendiculaire à l’ensemble des au moins un axe de rotation(102, 102a, 102b), le au moins un ensemble mobile (1) , préférentiellement la partie déformable (12), étant équipé d’un transpondeur radiofréquence (100, 100bis) comprenant un système de lecture (3) de transpondeur radiofréquence, le système de lecture (3) comprenant :
Un générateur de signaux électriques (31) émettant à une fréquence F0 comprise dans la bande des Ultra Hautes Fréquences, couplé à un démodulateur (31) de signaux électriques adapté à une bande de fréquences autour de F0, monté sur le moyen de transport ;

Au moins un câble de communication bidirectionnelle (32) comprenant une âme conductrice (314) recouvert d’un matériau diélectrique, lui-même recouvert d’un ensemble conducteur (316), étant en partie souple, ayant une extrémité (318) connectée galvaniquement au générateur de signaux (31) dont la longueur lo est divisée selon une métrique dont l’unité est une longueur d’onde définie par la fréquence F0 ;

Le au moins un câble (32), étant fixé solidairement sur le moyen de transport (2) extérieurement à le au moins un ensemble mobile (1), comprenant une partie rayonnante (342),
Caractérisé en ce quel’abscisse curviligne d’une première partie continue (32a-1, 32b-1) de la partie rayonnante (342) du au moins un câble (32) est au moins supérieure à une unité de longueur du câble,en ce quela distance de la projection orthogonale P de la première partie continue (32a-1, 32b-1) de la partie rayonnante du au moins un câble (32) sur un plan de la partie déformable (12) situé entre deux axes de rotation (11a, 11b) contigus et colinéaire à ces deux axes de rotation (11a, 11b) et/ou la distance de la projection radiale R de la première partie continue (32a-1, 32b-1) de la partie rayonnante du au moins un câble sur un cylindre (104), d’axe de révolution coaxial à l’axe de rotation (102, 102a, 102b) de l’au moins un des ensembles non déformables (11a, 11b), circonscrit à la partie déformable (12) en contact avec l’au moins un des ensembles non déformables (11a, 11b) est inférieure ou égale à 1 mètre, préférentiellement inférieure ou égale à 0,5 mètre,et en ce quela distance de la projection axiale A, selon la direction de l’ensemble des au moins un axe de rotation (102, 102a, 102b),de la première partie continue (32a-1, 32b-1) de la partie rayonnante du au moins un câble sur le plan médian (101) de la partie déformable (12) du au moins un ensemble mobile (1) est inférieure à 2 mètres, préférentiellement inférieure ou égale à 1 mètre, très préférentiellement inférieure ou égale à 0,5 mètre.
Moyen de transport selon la revendication 1 dans lequel la partie rayonnante du au moins un câble(32) comprenant au moins une seconde partie continue (32a-2, 32b-2) disjointe de la première partie continue (32a-1, 32b-1), l’abscisse curviligne de la au moins une seconde partie continue (32a-2, 32b-2) est au moins supérieure à une unité de longueur du câble, la distance de la projection orthogonale P de la au moins une seconde partie continue (32a-2, 32b-2) de la partie rayonnante du au moins un câble sur un plan de la partie déformable (12) d’au moins un second ensemble mobile (1) situé entre deux axes de rotation contigus (102a, 102b) et colinéaire à ces deux axes de rotation (102a, 102b) et/ou la distance de la projection radiale R de la au moins une seconde partie continue (32a-2, 32b-2) de la partie rayonnante du au moins un câble sur un cylindre, d’axe de révolution coaxial à l’axe de rotation (102, 102a, 102b) de l’au moins un des ensembles non déformables (11a, 11b) du au moins un second ensemble mobile (1) , circonscrit à la partie déformable (12) en contact avec le au moins un des ensembles non déformables (11a, 11b) du au moins un second ensemble mobile (1) est inférieure ou égale à 1 mètre, préférentiellement inférieure à 0,5 mètre et la distance de la projection axiale A, selon la direction de l’ensemble des au moins un axe de rotation (102, 102a, 102b) du au moins un second ensemble mobile (1), de la au moins une seconde partie continue (32a-2, 32b-2) de la partie rayonnante du au moins un câble sur le plan médian (101) de la partie déformable (12) du au moins un second ensemble mobile (1) est inférieure à 2 mètres, préférentiellement inférieure à 1 mètre, très préférentiellement inférieure à 0,5 mètre.
Moyen de transport selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le au moins un câble (32) est équipé à son extrémité libre (322) d’un conducteur (324) connecté à l’âme conductrice (314) recouvert d’un second matériau diélectrique, lui-même recouvert en partie par l’ensemble conducteur (316) dont la longueur du connecteur (324) est adaptée à la bande de fréquences du système de lecture pour la performance de couplage capacitif.
Moyen de transport selon la revendication 3 dans lequel, dans la partie rayonnante (342) du câble (32), l’ensemble conducteur (316) est recouvert d’un second ensemble conducteur qui est relié à la masse.
Moyen de transport selon l’une des revendications 1 à 4 dans lequel, une antenne radiofréquence du transpondeur radiofréquence (100, 100bis) comprenant au moins un brin filaire définissant un premier axe longitudinal, et la première (32a-1, 32b-1) et/ou la au moins une seconde (32a-2, 32b-2) partie continue de la partie rayonnante du au moins un câble (32) définissant une droite médiane, l’angle formé par les vecteurs directeurs du premier axe longitudinal et de la droite médiane est inférieur à 30 degrés, préférentiellement inférieure à 10 degrés sur au moins une partie du parcours fermé décrit par au moins un ensemble mobile (1).
Moyen de transport selon la revendication 5 dans lequel le transpondeur radiofréquence est une étiquette RFID (100, 100bis).
Moyen de transport selon l‘une des revendications 1 à 6 dans lequel le moyen de transport (2) est compris dans le groupe comprenant un véhicule terrestre à chenille, un véhicule terrestre à bandage déformable et élastique, un convoyeur à bande transporteuse.
Moyen de transport selon l‘une des revendications 1 à 7 dans lequel la partie déformable (12) de l’ensemble mobile (1) est compris dans le groupe comprenant un bandage déformable et élastique, une bande transporteuse en mélange élastomère et une chenille en mélange élastomère.
Moyen de transport selon l’une des revendications 1 à 8 dans lequel, l’ensemble mobile décrit un mouvement de rotation autour d’un unique axe de rotation (102), la partie continue du au moins un câble décrit un secteur angulaire autour de l’unique axe de rotation (102) au moins supérieur à 30 degrés, préférentiellement supérieure à 60 degrés, très préférentiellement supérieure à 120 degrés.
Moyen de transport selon la revendication 9 dans lequel, la partie continue de la partie rayonnante du au moins un câble est fixée sur la au moins une paroi délimitant la cavité (21a-1, 21a-2, 21b-1, 21b-2) du moyen de transport (2) accueillant l’ensemble mobile.
Moyen de transport selon l’une des revendications 9 et 10 dans lequel, la première (32a-1, 32B-1) et/ou la au moins une seconde (32a-2, 32b-2) partie continue de la partie rayonnante du au moins un câble s’étend à une distance radiale constante de l’unique axe de rotation (102) de l’ensemble mobile.
Moyen de transport selon l’une des revendications 1 à 11 dans lequel le transpondeur radiofréquence (100, 100bis) émet par une fréquence sous porteuse.
Moyen de transport selon la revendication 12 dans lequel la fréquence sous porteuse du transpondeur radiofréquence comprend un nombre de transitons inférieur à 5, préférentiellement une seule transition sur la période unitaire de la fréquence sous porteuse.
Moyen de transport selon l’une des revendications 12 à 13 dans lequel la fréquence sous porteuse du transpondeur radiofréquence comprend une période unitaire inférieure à 10µs, préférentiellement inférieure à 8 µs.