WO2018020143A1 - Dispositif et procede d'ecriture d'un identifiant de roue dans un module de roue - Google Patents

Dispositif et procede d'ecriture d'un identifiant de roue dans un module de roue Download PDF

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WO2018020143A1
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radio
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Lionel Fagot-Revurat
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Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
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Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C25/00—Apparatus or tools adapted for mounting, removing or inspecting tyres
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M1/00—Testing static or dynamic balance of machines or structures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/02—Tyres

Definitions

  • the present invention relates to the management of the data contained, firstly, in a RFID tag radio, and secondly, in a wheel module comprising at least one sensor linked to a wheel.
  • wheel modules based on TPMS technology have developed to enable dialogue with the vehicle to prevent the risks of a tire. accident in the event of, for example, a loss of inflation pressure of the mounted assembly.
  • active-type electronic devices comprising, on the one hand, sensors measuring wheel parameters, such as, for example, the inflation pressure or the temperature of the pressurized fluid contained between the tire and the rim and, on the other hand, means radio frequency communication for dialogue with the vehicle or a control unit.
  • wheel modules also generally include an electronic chip and a memory space for managing, post processing or storing quantities of the wheel component.
  • These RFID tag radios generally consist of at least one electronic chip connected to a storage memory and an antenna formed by a magnetic loop or a radiating antenna that is attached to the object to be identified. Depending on the radio frequency band and the communication distance chosen for these electronic devices, one or other of the antennas is preferred.
  • the passive transponder communication frequency band is the Ultra High Frequency (UHF) band requiring the use of a radiating antenna for logistics purposes.
  • UHF Ultra High Frequency
  • a technical problem to be solved is to ensure the transmission of the wheel identifier to the wheel module in the industrial context related to the automotive world respecting the constraints of cost, delay and quality associated with any industrial process. In addition, it is desired to minimize the risk of error linked to too many operations or to the human factor when handling this data.
  • Patent FR2974210B1 proposes a generic method of transferring the identifier of the mounted assembly contained in a radio RFID tag to the wheel module via an intermediate unit.
  • This intermediate unit separate from the mounted assembly, includes the data transmission means.
  • This intermediate unit includes both features of an RFID reader and the functionality of a wheel module control unit for communicating with the electronic components. So we only use standard means. It is suggested that this intermediate unit may be portable or placed on a fixed system such as a wheel control station and in particular the mounting station.
  • the present invention relates to a device at the heart of the industrial process of the world of the automobile allowing, by adapting a method in the center of this invention, securing the selection and transmission of the identifier of the wheel contained in a radio RFID tag to a wheel module.
  • the reference axis the axis of rotation of the tire envelope.
  • the vertical direction Z is the normal direction to the contact surface between the tire and the ground in condition of use of the tire envelope away from the ground.
  • the center of the tire envelope is the intersection between the reference axis and the median plane of the tire envelope. This geometric point corresponds to the origin of the axes.
  • the axial direction Y will be the direction parallel to the reference axis away from the center of the tire envelope to the outer side of the tire envelope where are registered the normative markings of the tire.
  • the longitudinal direction X is defined in order to constitute a direct orthonormal reference with directions Y and Z.
  • the radial direction R is a direction perpendicular to the reference axis away from the reference axis.
  • the circumferential direction S is the direction orthogonal to the axial and radial directions.
  • the azimuth of a geometric point is the angle formed by the vertical and radial directions.
  • assembly or "wheel” is understood herein to mean any system comprising at least one pneumatic envelope and at least one rim serving as a mechanical interface with the vehicle.
  • the invention relates to an industrial device for writing a wheel identifier in a wheel module embedded on a wheel.
  • the wheel is provided with an RFID tag radio containing an identifier of a wheel component and has a reference axis.
  • the industrial device comprises a wheel control station controlled by a central unit and an intermediate data transmission unit.
  • the control station has means for fixing and rotating the wheel about an axis of rotation, an interface plane with the wheel whose normal is substantially parallel to the axis of rotation and a geometric point A defined as the intersection of the interface plane and the axis of rotation.
  • the intermediate unit comprises on the one hand a UHF radio frequency antenna whose frequency is adapted to the communication frequency of the RFID tag radio, and on the other hand a low frequency radio frequency antenna whose frequency is adapted to the frequency of the radio frequency. interrogation of the wheel module.
  • the industrial device for writing a wheel identifier is characterized in that the control station is a wheel balancer, in that the UHF radio frequency antenna is a near field antenna extending over a first angular sector a relative to the axis of rotation and in that the low-frequency radiofrequency antenna is a magnetic loop extending over a second angular sector ⁇ with respect to the axis of rotation.
  • interface plane is understood to mean the median geometric plane of the various points of contact between a wheel mounted in the control station and the means for fixing the wheel on this control station. Generally this is the bearing face of the wheel rim on the hub of the control station.
  • a wheel module such as, for example, a TMS or TPMS embedded on the wheel.
  • the intermediate unit being positioned relative to the balancing machine, no human intervention in the handling of the radiocommunication antennas is necessary when the wheel is mounted on the control station, such as a space scan with a hand shower for reading the wheel identifier contained in the radio RFID tag.
  • the rotation of the wheel allows the passage of electronic devices in the vicinity, or at least in the radio frequency range of the various radiocommunication antennas.
  • the choice of a near-field antenna for the UHF radio frequency antenna voluntarily limits the spatial communication range of this antenna.
  • only RFID tag radios operating at the same communication frequency as the near-field antenna and traversing this communication area can be interrogated by the antenna.
  • the circumferential positioning of the antennas allows a sufficient communication exchange time between the antennas and the electronic components that are rotated by the control station.
  • the low-frequency radio frequency antenna and the near-field radio frequency UHF antenna both have the particularity of being insensitive to the near presence of electrical conductors that can cause interference in the operation of the antennas. This feature is important for an application employing a wheel whose constituent elements contain conductive metals.
  • the UHF near-field radio frequency antenna is a substantially plane-shaped magnetic loop antenna comprised in the group comprising rectangular, square, elliptical or circular whose inscribed circle has a radius of at least 10 millimeters, advantageously between 30 and 150 millimeters and preferably between 50 and 120 millimeters.
  • substantially plane is understood here to mean that the maximum distance between the mean plane of the antenna and the end of the antenna located orthogonally to this plane is less than one-fifth of the smallest dimension of the antenna. antenna following a principal direction evaluated in the middle plane.
  • the communication range of the near field antenna is necessarily a sphere whose diameter is greater than or equal to 20 millimeters by the very geometry of the near field antenna.
  • the communication zone of the antenna is well identified, which makes it possible to position the antenna radially and axially with respect to the control station in order to ensure that when the wheel is turned into rotation, the radio RFID tag presents on the wheel passes through the sphere of communication of the near-field antenna.
  • the use of several near-field UHF radio frequency antennas makes it possible to cover an enlarged spatial area.
  • the near-field UHF radiofrequency antenna is of the segmented magnetic loop type.
  • the near-field UHF radiofrequency antenna extends over a first angular sector a of at least 10 degrees, preferably of the order of 20 to 30 degrees, relative to the axis. of rotation.
  • the circumferential extension sector of the near-field radiofrequency antenna allows a sufficient communication time between the radio RFID tag and the near-field radiofrequency antenna for exchange the information contained in the radio RFID tag.
  • An angular sector of 10 degrees may be sufficient to collect simple information from an RFID tag radio for a low rotational speed of the balancer of the order of one revolution per minute.
  • the application at higher speeds of rotation leads to proportionally increase the angular sector necessary for the exchange of information.
  • Such an angular sector increase can also allow the transmission of a larger volume of information with the RFID tag radio or to apply a more complex exchange protocol than a single interrogation.
  • the low frequency loop antenna positioned substantially radially outside the wheel, is at a radial distance less than 1000 millimeters relative to the axis of rotation.
  • the term “outside the wheel” means the outer space to the convex volume enveloping the wheel when the wheel is mounted through the fastening means of the control station on the industrial device.
  • the radial distance is evaluated by taking as a reference the center of the inscribed circle of the low frequency loop antenna.
  • the low frequency loop antenna is positioned preferably in order to communicate with wheel modules conventionally installed on the wheel. Irrespective of their radial position on the tire casing or the rim at the level of, for example, the rim valve or under the top block, communication will be possible because of their radial position. In addition, this position is preferably advantageous for a low frequency loop antenna insensitive to the metal frame of the top block of a tire envelope.
  • the low frequency loop antenna is of substantially planar shape whose inscribed circle has a radius of at least 50 millimeters.
  • the selection of good radio tags RFID is paramount, it should also ensure the proper selection of the wheel module for the transmission phase to the wheel module.
  • the purpose of sizing the antenna is then select certain and immediate way the wheel module embedded on the wheel rotating on the control station. Or this wheel module can be positioned on a multitude of geometric positions corresponding to the rim or the tire envelope.
  • the variety of positions along the axial and radial directions on a wheel is further amplified by the dimensional variety of the wheels. As a result, a large antenna is chosen here to cover a wide surface whose range in the perpendicular direction will be limited to the design of the antenna.
  • the UHF radio frequency antenna has a number of turns of the coil between 10 and 70.
  • the limitation of the communication range of the low frequency antenna naturally makes it possible to reduce the communication space of this antenna. As a result, the probability of selecting a wheel module not located on the wheel being balanced is limited.
  • the reduction of the communication range of this low frequency antenna can be obtained by means of various parameters of the antenna whose main ones are the electrical intensity flowing in the antenna, the closed surface of the plane of the coil and the geometry and conductive properties of the antenna wire and the number of winding turns of this wire. This last parameter alone, whatever the nature of the antenna wire or the maximum power supply provided by the intermediate unit, to adjust the communication range of the low frequency antenna.
  • the low frequency loop antenna extends over a second angular sector ⁇ of at least 45 degrees, preferably of the order of 60 to 90 degrees, relative to the axis of rotation.
  • the circumferential extension sector of the low frequency antenna allows sufficient communication time between the wheel module and the low frequency radio frequency antenna to activate and write. information from the intermediate unit to the wheel module.
  • An angular sector of 45 degrees is sufficient to write simple information in a wheel module taking advantage of the entire angular sector at a rotational speed of the balancer of the order of the revolution per second.
  • the awakening of the wheel module is not necessarily triggered from the first passage of the wheel module in the communication area of the antenna. Therefore, and in order to offer the writing functionality on higher rotation speeds of the balancer, it is preferable to extend the low frequency antenna on an angular sector between 60 and 90 degrees.
  • the near-field UHF radio frequency antenna is located in a plane axially external to the wheel and whose normal is substantially parallel to the axis of rotation, and the radially inner end of the antenna is at least 100 millimeters from the axis of rotation, preferably between 125 and 400 millimeters.
  • the selection of radio RFID tag on the wheel mounted on the balancer is optimized. Indeed, the proposed positioning is advantageous for reading a radio label mounted on the tire envelope regardless of the position of the radio label on the tire envelope.
  • the possibility of capturing the RFID tag radio located on this outside flank or under the top block is maximized by keeping a communication space area scaled down. Indeed these are conventional areas of RFID radio tag implantation in the tire envelope.
  • UHF radio frequency antenna close field between 125 and 400 millimeters with respect to the axis of rotation. This is the area corresponding to the height of the sidewall of the tire envelope regardless of the wheel dimensions.
  • a first electromagnetic screen is positioned parallel and externally to the low frequency loop antenna with respect to the geometric point A of the control station.
  • externally to an object relative to a reference point means the part of the space whose geometric points are at a distance greater than or equal to the distance from each of the points of the object with respect to the reference point.
  • the presence of a magnetic ground plane creates a screen for the propagation of the magnetic field generated by the low frequency loop antenna in the space located externally to the low frequency loop antenna and the electromagnetic screen. .
  • only wheel modules that are located in the half-space can be awakened. inside, delimited by the first electromagnetic screen, with respect to the geometric point A.
  • a second electromagnetic screen of greater dimensions than the near-field UHF radio frequency antenna is positioned parallel and outwardly to the radio frequency antenna UHF near field relative to the geometric point A of the control station.
  • this electromagnetic screen or ground plane makes it possible to increase the field area close to the antenna of the order of a few centimeters in the direction normal to the ground plane of the side where the antenna is located. antenna near field. Consequently, a better detection of the RFID tag radios located on the wheel is ensured.
  • this ground plane prevents the propagation of radio waves generated by the near field antenna in the space outside the electromagnetic screen relative to the near field antenna. As a result, the risk of communicating with possible radio RFID tags located on other wheels or components placed in the immediate vicinity of the balancer is minimized.
  • the intermediate unit is equipped with an additional radiofrequency radio frequency UHF antenna whose resonant frequency is adapted to the transmission frequency of the wheel module.
  • a radiofrequency radio frequency UHF antenna operating at the transmission frequency of the wheel modules makes it possible to check the content of the information contained in the wheel module. For this, it is advisable to use a far-field antenna to optimize listening to the response of the wheel module.
  • the control system employs a specific transmission frequency, typically the 433 Mhz or the 315 Mhz requiring a receiving antenna adapted to this communication frequency.
  • the radiofrequency radio frequency UHF antenna is embedded in a mass of material whose dielectric permittivity is at least greater than 2 over a thickness of at least one millimeter.
  • the zone of coverage is reduced in the near field, thereby extending the zone. cover in far field.
  • the UHF radiating antenna is sensitive to the disturbances generated by the conductive materials, the electrical insulation produced also makes it possible to overcome these disturbances.
  • this material encapsulating the radiating antenna provides chemical mechanical protection to the antenna vis-à-vis the potential aggressions in use condition.
  • the radiant UHF radio antenna is located in a plane whose normal is substantially parallel to the axis of rotation, axially outside the wheel and its radially lower end is at a distance. at least 200 millimeters, preferably between 225 and 400 millimeters, vis-à-vis the axis of rotation.
  • the positioning of the radio frequency UHF antenna radiating parallel to the outer side of the tire envelope promotes the reading of the signals from the wheel module.
  • the high frequency radio waves emitted by the wheel module do not cross the highly conductive areas such as a metal rim or the belt armed with a top block, whereas the propagation through the sidewalls is natural without obstacle to the wave propagation.
  • the radial positioning of the wheel module tends to position the radiofrequency UHF radiator antenna above the wheel rim.
  • a third electromagnetic screen is positioned parallel and externally to the radio frequency UHF radiating antenna with respect to the geometric point A of the control station.
  • the presence of a ground plane serving as a screen for the reception of radio waves coming directly from the space situated outside the wheel and the radiofrequency UHF radio antenna minimizes the interception of parasitic signals. from other transmitting electronic wheel or component modules.
  • the invention also relates to a method of writing a wheel identifier in a wheel module, comprising a wheel and an industrial device for writing a wheel identifier embedded in a wheel module according to the invention. 'invention.
  • the wheel in a mounted and inflated state, is provided with at least one RFID tag radio and at least one wheel module including a memory space for receiving at least one wheel identifier.
  • the intermediate unit of the industrial device for writing a wheel identifier comprises a storage memory.
  • the method of writing a wheel identifier comprises the following steps:
  • the wheel module memory space being provided with the wheel identifier.
  • the operation is controlled by the central unit of the balancer and the intermediate unit without manual intervention of an operator, source of error.
  • the operation does not necessarily consume additional cycle time since the operation can be integrated with the wheel balancing operation. These stages may be partially or wholly successive or concomitant by their nature.
  • the intermediate unit comprising at least one radiofrequency radio frequency UHF antenna whose resonant frequency is adapted to the transmission frequency of the wheel module and the intermediate unit being connected to a microprocessor, the following additional steps are performed after the writing of the wheel identifier in the storage memory of the wheel module:
  • This second protocol completes the previous one by carrying out a verification of the information contained in the wheel module with respect to the information initially recovered from the reading of the radio RFID tag. This ensures the proper automatic transmission of data to the wheel module.
  • the information contained in the wheel module may be greater than the only identifier of the mounted assembly, it is necessary to sort the information retrieved from the wheel module and make a comparison with the wheel identifier obtained by reading the radio label RFID.
  • This additional functionality requires the presence of a radio-frequency UHF antenna of specific radiating type since operating at the transmission frequency of the wheel module such as the 433Mhz.
  • the intermediate unit must be able to sort and compare the objects which requires the presence of a microprocessor for the execution of these tasks. These stages may be partially or wholly successive or concomitant by their nature.
  • FIG. 2 shows a sectional view in perspective of a wheel
  • FIG. 3 shows a perspective view of a protective cover of a balancer
  • FIG. 4 is a block diagram of the operation of the device for writing a wheel identifier in a wheel module.
  • FIG. 5 shows a block diagram of the method of writing a wheel identifier in a wheel module.
  • Figure 1 shows a wheel balancer 2 usual comprising, on the one hand, a frame 4 with a storage desk for accessories and tools welcoming the electric motor.
  • a dialogue screen 5 with the central unit of the balancer serving as HMI (acronym for "Human Machine Interface"), managing the various features of the device.
  • HMI acronym for "Human Machine Interface”
  • the interface plane 36 with the wheel to correctly position the wheel on the balancer 2.
  • the normal to this plane interface is the axis of rotation 35 of the balancer 2 substantially coaxial with the reference axis of the wheel.
  • the intersection of the interface plane 36 and the axis of rotation 35 of the balancer 2 defines the geometric point A.
  • the protrusion 8 at the center of the hub 7 towards the outside of the balancer 2 is used for mechanical centering of the wheel relative to the axis of rotation 35 of the balancer 2.
  • This machine dynamically balances a wheel consisting of a tire envelope and a rim whose nominal diameter is at least 10. inches. It also makes it possible to balance wheels whose external diameter is less than 1,150 millimeters for a total mass of less than 75 kg. This covers the usual range of wheels for passenger cars and vans.
  • the speed of rotation of this balancer is of the order of 120 rpm.
  • This balancer 2 is also equipped with a protective cover 21 by means of a pivot link 20 the binder to the non-rotating part of the frame 4.
  • this protective cover 21 allows to use the balancer 2 at rotational speeds greater than 100 rpm.
  • This protective cover 21 is composed of a first portion 19 located radially relative to the axis of rotation 35 of the balancer 2 when the cover 21 is in the position of use.
  • the second portion 18 of the protective cover 21 is located axially on the outside.
  • this cover 21 is equipped with an arm 17 manually actuating the rotation of the cover 21 around its pivot connection 20 to move from an open position to a closed position and vice versa.
  • Figure 2 shows a perspective view and in section of a wheel 3 of tourism and light truck type. This wheel consists of a metal rim 34 and a pneumatic envelope 33.
  • the rim 34 comprises an axisymmetric portion 43 having an inflation valve 41, which can serve as a location for a wheel module of the type TPMS, and a disc 42 whose axis corresponds to the reference axis of the wheel 3.
  • the connection between the two elements of the rim is provided by a weld bead.
  • the rim 34 has on both its lateral ends a rim hook. These hooks are used to set up and maintain the tire envelope 33 on the rim 34.
  • the fixing holes to accommodate the wheel clamping nuts 3, serving as an interface with the vehicle or the control station, are not shown on the disc 42 rim 34.
  • the tire 33 consists of two low areas which are maintained at the rim hooks on their lower part, a tread and two sidewalls ensuring the junction between the low areas and the tread.
  • a tight layer (or “inner liner”) 29 is disposed on the inner wall of the inner cavity 30 of the tire casing 33.
  • the tread pattern of the tire casing 33 is not shown.
  • a TMS type wheel module 32 is fixed via an elastomeric mixture patch on the surface of the waterproof layer 29 of the tire casing 33 at the right and the center of the strip. rolling.
  • an RFID tag radio 31 is positioned on the inner face of the outer side of the tire envelope 33 via an elastomer mixture patch.
  • Figure 3 is a particular example of the mounting of radio frequency antennas of the intermediate unit 103 at the protective cover 21 of the balancer according to one of the objects of the invention.
  • This cover 21 comprises on its first part 19 a low frequency loop antenna 102 operating at the frequency of 125 KHz.
  • This loop antenna 102 is of rectangular shape whose inscribed circle has a diameter D greater than 100 millimeters.
  • This magnetic loop 102 consists of ten or so galvanically connected turns defined by a copper cable having a unit diameter of 0.7 millimeters making it possible to obtain a maximum communication range of the order of 500 millimeters by circulating a current of high intensity of about 3.5 amps in the coil.
  • the loop antenna 102 extends circumferentially around the axis of rotation 35 of the balancer over a second angular sector ⁇ of the order of 60 degrees.
  • the axial position of the loop antenna 102 is defined by the dimension d, here of the order of 50 millimeters. This dimension d is taken between the median plane of the first portion 19 of the protective cover 21 represented in dotted line and the axial position of the center of the circle inscribed in the loop antenna 102 so that the center of the circle is located substantially in the interface plane between the balancer and the wheel.
  • the low frequency loop antenna 102 is close to the median plane of the wheel where the TMS devices are located.
  • the low frequency loop antenna 102 is supported on an electromagnetic screen 301 positioned on the first portion 19 of the protective cover 21.
  • This screen 301 made of mumetal material, constitutes a barrier to the propagation of the magnetic waves emitted by the loop antenna 102 by limiting their propagation, in direct way, in the interior space of the protective cover 21 with respect to the geometric point A.
  • Another low-frequency antenna representing an oval coil whose inscribed circle is 100 millimeters in diameter and consists of 40 wires. 0.43 millimeter diameter copper stacked in four homogeneous layers would have operated with a lower electric intensity of the order of 1.5 amps for a range of about 500 millimeters generating a lower heat more bearable by the antenna low frequency.
  • Another alternative for reducing the size of the low frequency antenna is to embed it in a magnetic material, for example of the ferrite type, in order to increase the magnetic field generated by the flow of electric current in the antenna.
  • the UHF near-field radio frequency antenna 101 operating at the communication frequency of a radio RFID tag, at around 900 MHz. This extends over a first angular sector a of the order of 30 degrees at a radial distance R greater than 100 millimeters relative to the axis of rotation of the balancer 35, the protective cover 21 being in position closed.
  • This UHF near-field radio frequency antenna 101 having an inscribed circle of diameter of the order of 200 millimeters is positioned in abutment on an electromagnetic screen 302 directly fixed on the second part 18 of the protective cover 21.
  • This electromagnetic screen 302 or plane of mass of circular shape is inscribed in a circle of diameter 300 millimeters.
  • the radio waves originating from the UHF near-field radio frequency antenna 101 propagate mainly, directly, in the interior space of the protective cover 21 where the wheel is placed during the dynamic balancing operation.
  • radiocommunication antennas 101 and 102 of the device allows on the one hand to ensure a mainly circumferential extension of the radiocommunication antennas in the operating condition of the balancer.
  • the positioning on the protective cover 21 also ensures that these radiocommunication antennas 101 and 102 are located externally to the wheel relative to the axis of rotation 35 and whatever the size of the wheel.
  • the protective cover 21 covers a sufficient angular sector around the axis of rotation 35 to enable the various radiocommunication antennas to be implanted and in particular the low frequency loop antenna 102. And this implantation allows a proximity of the radiocommunication antennas. 101 and 102 with the electronic components of the wheel regardless of the wheel size ensuring a unique positioning of these antennas on the balancer.
  • the protective cover 21 accommodates the various electromagnetic screens 301 and 302 for the various radiocommunication antennas 101 and 102 by selecting the appropriate materials.
  • a copper conductive metal circular plate acts as an electromagnetic screen 302 for the UHF near-field radio frequency antenna 101
  • the use of a high magnetic permeability material of the mumetal type is preferable for constituting the screen.
  • electromagnetic low frequency loop antenna 102 is preferable for constituting the screen.
  • 101 and 102 is adapted to the speed of rotation of the balancer to allow sufficient communication time to exchange data between the electronic components present on the wheel such as the radio RFID tag and the wheel module and their respective antennas. radiocommunication.
  • the second portion 18 of this protective cover 21 also optionally accommodates, on its inner face, the radio-frequency dipole type radiofrequency radio-frequency UHF antenna 104 operating at the 433 MHz communication frequency corresponding to FIG. frequency of the radio signals emitted by the wheel module. It is wrapped in an envelope 400 of insulating material of conductive cable sheath type. Of course, other types of more sophisticated radiant antenna well known to those skilled in the art can be used as patch antennas or antennas PIFA (acronym for Planar Inerted F Antenna). Finally, an electromagnetic screen 303 is positioned parallel to the radiating UHF radio frequency antenna 104 in order to create a mask effect on the propagation of radio waves originating from the space outside the protective cover 21 with respect to the geometric point A.
  • this additional structure may also be made in part or in whole on a structure independent of the components of the balancer .
  • the advantage of this additional structure is to position more precisely the various elements of the intermediate unit 103 relative to the dimensions of the wheel being balanced. Indeed, this additional structure may allow a suitable positioning of the various radio communication antennas 101, 102 and 104 to the dimensions of the wheel.
  • the axial positioning of the antennas is then a function of the width of the tire casing and the exciter of the wheel. While the radial position of the antennas is a function of the outer diameter of the wheel and the nominal diameter of the rim.
  • FIG. 4 is a block diagram of the operation of the writing device 1 of a wheel identifier in a wheel module.
  • the wheel 3 is the place of departure and arrival of the writing operation of a wheel identifier 201.
  • the wheel 3 comprises at least one tire and a rim, each element may contain a radio RFID tag 31 used to the identification 201 of the element.
  • Each radio RFID tag 31 comprises a memory space receiving the wheel identifier 201 of each element of the wheel 3. This is therefore the starting point of the data transmission process.
  • the wheel 3 further comprises a wheel module 32 comprising a storage area 202, the destination of the information to be transmitted, the wheel identifier 201.
  • the device 1 for writing a wheel identifier in a wheel module comprises firstly a balancer 2 and an intermediate unit 103 of communication.
  • the balancer 2 is driven by a central unit 24 which interacts on the one hand with the motorization of the balancer to rotate the wheel 3 and on the other hand with various measuring instruments and sensors which are functional for the dynamic wheel balancing operation 3.
  • the operator controls the machine via a dialogue screen 5, representing an HMI (acronym for Human Machine Interface), in direct connection with the central unit 24 of the balancer 2.
  • the intermediate unit 103 includes an operations center 120 which interfaces with the balancer 2 through for example a wired connection with the central unit 24.
  • this center of operations 120 plays the role of control unit of the various communication antennas 101, 102 and 104 of the device 1. Thus, it provides the necessary electrical power to the antennas 101, 102 and 104 for them to emit and listen. It provides the form of the transmitting signals and performs the post processing operations of the signals received by the radio communication antennas 101, 102 and 104.
  • this operations center 120 is connected to a memory space 114 storing and managing the various data received or processed by the operations center 120. The processing operations are performed using the microprocessor 113 in direct connection with the operations center 120.
  • Radiocommunication antennas comprise on the one hand the UHF near-field radio frequency antenna 101 whose frequency is set to the communication frequency of RFID tag radios 31 is about 900 MHz in Europe. The antenna operates as a transmitter and receiver of data from the RFID tag radio 31.
  • a low frequency radio frequency antenna 102 operating at 125 KHz in communication with the wheel module 32 in the only direction of writing to the wheel module 32.
  • the intermediate unit 103 may comprise a radiofrequency type UHF radiofrequency antenna 104.
  • the communication frequency of this antenna is adapted to the transmission mode communication frequency of the wheel module 32, ie in Europe the frequency of 433 MHz.
  • This radiating antenna 104 is connected to the center of operations 120 of the intermediate unit 103 which will execute the post-processing of the signals received from the wheel module 32.
  • the center of operations 120 is also connected to a microprocessor. 113 which will perform data verification operations on the one hand collected by the UHF near-field radio antenna 101 interrogator radio RFID tag 31 and secondly received by the radiating UHF radio frequency antenna 104 of the wheel module 32.
  • the microprocessor 113 transmits through the center of operations 120 an alert message to the central unit 24 of the balancer 2.
  • This second group of the intermediate unit 103 illustrates the second part of the invention, the verification of the data transmitted to the wheel module 32.
  • FIG. 5 is a block diagram of the various steps of the method of writing a wheel identifier 201 in a wheel module 32 by using the writing device disclosed by this invention.
  • the minimum procedure for writing a wheel identifier in a wheel module is to perform the steps between 500 and 600. Indeed, it is first necessary to set up the wheel 3 on the wheel balancer wheel 2 which corresponds to step 501.
  • the wheel 3 is previously equipped with a radio label 31 containing the identifier 201 of a component of the wheel such as the tire envelope.
  • the wheel 3 is also provided with a wheel module 32 comprising a memory space 202 of sufficient size to receive the wheel identifier 201 in a predefined form. It is not necessary for the wheel 3 to be dynamically balanced beforehand with this procedure for writing a wheel identifier.
  • the next step 502 consists in rotating the wheel 3 on the balancer 2 via the dialogue screen serving as an interface with the operator.
  • the first interrogation phase 503 occurs during the rotation of the wheel 3.
  • the center of operations of the intermediate unit 103 transmits the means of transmitting to the near-field radio frequency UHF antenna 101 This generates, in a first phase, radio signals identifiable by a radio RFID tag 31.
  • the near-field radio frequency antenna 101 receives radio signals emitted by the radio RFID tag 31 containing the wheel identifier 201.
  • the next step 504 is a step internal to the intermediate unit 103.
  • the intermediate unit 103 will decipher the radio signals received by the near field radio frequency antenna 101 to extract in machine language the wheel identifier 201 that it transfers into its memory space 114.
  • the operations center starts the step 505 which consists in a first time of transmitting radio signals via the antenna loop 102 at the frequency of the wheel module 32 to wake it.
  • the wheel identifier 201 is transferred to a radio signal and transferred to the wheel module 32 in write mode.
  • the wheel identifier 201 is stored in the memory space of the wheel module 32 which finalizes the end of data transmission to the wheel module 32.
  • the following operations consists of performing the steps of 701 and 702.
  • the step 701 corresponds to the stop of the rotation of the wheel 3 by the central unit of the balancer.
  • Step 702 is to remove the wheel 3 from the balancer.
  • a second phase consisting in checking the contents of the information transmitted to the wheel module 32 vis-à-
  • the second phase corresponds to the steps numbered from 601 to 605.
  • the intermediate unit 103 begins by interrogating the wheel module 32. This interrogation is done via the loop antenna low frequency 102 whose radio frequency is adapted to this type of interrogation. This is done through the operations center which provides the means to the transmitting antenna 102.
  • the radiofrequency UHF radiating antenna 104 receives the response of the wheel module 32 which it sends to the center of operations.
  • the latter post-processes the received radio signals containing information 205 from the wheel module 32.
  • This information 205 is then stored in the memory space 114 of the intermediate unit 103.
  • the verification of the data is performed in step 603.
  • the memory space 114 of the intermediate unit 103 contains on the one hand the wheel identifier 201 received by the near field antenna 101 and the collected information 205 by the radiating antenna 104. These data are then processed by the microprocessor 113 of the intermediate unit 103. Thus, the comparison of the information they contain is performed.
  • the center of operations 120 of the intermediate unit is warned of the inconsistency of the data between the wheel identifier 201 and the collected information 205. This sends an alert message to the user. central unit 24 of the balancer 2 to prevent the machine operator of the data inconsistency and therefore the non-realization of the writing method in the wheel module.
  • This alert is the start of various possible paths.
  • the simplest is to evacuate the wheel for which the process is inconsistent by continuing the process by the steps numbered 701 and 702.
  • the writing method of the wheel identifier 201 is considered complete.
  • the operations center sends information to the central unit 24 first.
  • This central unit 24 initiates the procedure stopping the rotation of the wheel 3.
  • the effective stop rotation can be conditioned at the end of the dynamic balancing process of the wheel 3 if it is in progress (step 701). This can be followed by the removal of wheel 3 from the balancer.
  • the wheel 3 is not made available to equip a motor vehicle since the method of writing the wheel identifier 201 in the wheel module 32 is not validated.
  • the second possible path is to restart the write process from step 503 having first cleared the contents of the memory space 114 of the intermediate unit 103.
  • step 604 If, when step 604 is performed again, the inconsistency of the data persists, it is compulsory to switch, after sending an alert message to the central unit 24, on the first path through step 701.
  • steps 701 and 702 are successively continued by providing the wheel 3 in which the wheel identifier 201 is inserted in the storage memory 202 of the wheel module 32.

Landscapes

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Abstract

Dispositif d'écriture d'un identifiant de roue dans un module de roue embarqué sur une roue munie d'une radio étiquette RFID contenant un identifiant d'un composant de roue et présentant un axe de rotation. Le dispositif comprend un poste de roue piloté par une unité centrale et une unité intermédiaire de transmission de données. L'unité intermédiaire comprend une antenne radiofréquence UHF et une antenne radiofréquence basse fréquence. Le dispositif est caractérisé en ce que le poste de contrôle est une équilibreuse de roue, en ce que l'antenne radiofréquence UHF est une antenne champ proche s'étendant sur un premier secteur angulaireα par rapport à l'axe de rotation et en ce que l'antenne radiofréquence basse fréquence est une boucle magnétique s'étendant sur un deuxième secteur angulaire β par rapport à l'axe de rotation.

Description

DISPOSITIF ET PROCEDE D'ECRITURE D'UN IDENTIFIANT DE ROUE DANS
UN MODULE DE ROUE
Domaine de l'invention
[0001] La présente invention concerne la gestion des données contenues, d'une part, dans une radio étiquette RFID, et d'autre part, dans un module de roue comprenant au moins un capteur lié à une roue.
Arrière-plan technologique
[0002] Ces dernières années, pour des raisons de sécurité, des modules de roue autour d'une technologie dite TPMS (acronyme en anglais de « Tire Pressure Monitoring System ») se sont développés permettant de dialoguer avec le véhicule pour prévenir les risques d'accident en cas, par exemple, d'une perte de pression de gonflage de l'ensemble monté. Ce sont des dispositifs électroniques de type actif comprenant d'une part des capteurs mesurant des paramètres de la roue comme par exemple la pression de gonflage ou la température du fluide pressurisé contenu entre l'enveloppe pneumatique et la jante et d'autre part des moyens de communication radio fréquences pour dialoguer avec le véhicule ou une unité de contrôle. Ces modules de roue comprennent aussi généralement une puce électronique et un espace mémoire afin de gérer, post traiter ou stocker des grandeurs du composant roue.
[0003] Ces modules de roue, embarqués sur l'un des composants de la roue comme par exemple la jante ou l'enveloppe pneumatique, voient leurs fonctionnalités augmentées régulièrement. Les derniers développements, généralement autour de la technologie TMS (acronyme en anglais de « Tire Mounted Sensor ») proposent de déporter tout ou partie de ce module de roue vers le bloc sommet de l'enveloppe pneumatique.
[0004] Ces nouveaux modules de roue nécessitent des informations de plus en plus précises et nombreuses sur les composants de l'ensemble monté, et en tout premier lieu l'enveloppe pneumatique, afin de transmettre par exemple des informations pertinentes aux systèmes de sécurité active du véhicule tel que par exemple l'ABS ou l'ESP. Une transmission fiable et robuste des informations de l'ensemble monté vers le module de roue devient un enjeu crucial. [0005] D'autre part, dans le domaine des dispositifs d'identification, les transpondeurs radiofréquences passifs ou radio étiquette RFID (acronyme de « Radio Frequency Identification ») sont classiquement employés. Ces dispositifs permettent une gestion automatisée plus fiable et plus rapide des objets en facilitant leur identification, leur suivi et leur gestion.
[0006] Ces radios étiquettes RFID sont constituées généralement d'au moins une puce électronique connectée à une mémoire de stockage et une antenne formée par une boucle magnétique ou une antenne rayonnante que l'on fixe à l'objet à identifier. Selon la bande radio fréquence et la distance de communication choisies pour ces dispositifs électroniques, on privilégie l'une ou l'autre des antennes. Classiquement dans l'industrie du pneumatique, la bande de fréquence de communication des transpondeurs passifs est la bande UHF (acronyme d'Ultra Hautes Fréquences) nécessitant l'emploi d'une antenne rayonnante pour des finalités de logistique.
[0007] Un problème technique à résoudre consiste à assurer la transmission de l'identifiant de roue vers le module de roue dans le contexte industriel lié au monde de l'automobile en respectant les contraintes de coût, de délai et de qualité associées à tout processus industriel. De plus on souhaite minimiser le risque d'erreur lié à un trop grand nombre d'opérations ou au facteur humain lors de la manipulation de ces données.
[0008] Le brevet FR2974210B1 propose une méthode générique de transfert de l'identifiant de l'ensemble monté contenu dans une radio étiquette RFID vers le module de roue par l'intermédiaire d'une unité intermédiaire. Cette unité intermédiaire, séparée de l'ensemble monté, regroupe les moyens de transmission de données. Cette unité intermédiaire comprend à la fois des fonctionnalités d'un lecteur RFID et les fonctionnalités d'une unité de contrôle de module de roue permettant de communiquer avec les composants électroniques. Ainsi on ne fait qu'employer des moyens standards. On suggère que cette unité intermédiaire peut être portative ou placée sur un système fixe comme par exemple un poste de contrôle de roue et en particulier le poste de montage.
[0009] Cependant des risques d'anomalies demeurent. Tout d'abord les étapes du processus sont souvent manuelles puisque la roue étant immobile sur le poste de montage, il faut approcher l'unité intermédiaire des divers composants électroniques lors des phases de lecture ou d'écriture ou émettre sur une zone large en augmentant la puissance d'émission des antennes. Ainsi, lors de la phase d'interrogation de la radio étiquette RFID, aucune précaution n'est prise contre une communication non souhaitée avec une radio étiquette RFID positionnée sur d'autres composants que ceux de la roue cible. Ensuite lors de la phase d'écriture dans le module de roue, aucune précaution n'est prise pour éviter l'écriture dans un autre module de roue située à proximité. Enfin aucune vérification de la bonne réalisation du processus n'est effectuée. Ces imperfections rendent le processus peu robuste dans la cadre d'une application industrielle.
[0010] La présente invention a pour objet un dispositif au cœur du processus industriel du monde de l'automobile permettant, par l'adaptation d'un procédé au centre de cette invention, une sécurisation de la sélection et de la transmission de l'identifiant de la roue contenu dans une radio étiquette RFID vers un module de roue.
[0011] Dans la suite, la lecture sera plus aisée en introduisant les définitions suivantes. On entend ici par l'axe de référence, l'axe de rotation de l'enveloppe pneumatique. La direction verticale Z est la direction normale à la surface de contact entre l'enveloppe pneumatique et le sol en condition d'usage de l'enveloppe pneumatique en s'éloignant du sol. Le centre de l'enveloppe pneumatique est l'intersection entre l'axe de référence et le plan médian de l'enveloppe pneumatique. Ce point géométrique correspond à l'origine des axes. La direction axiale Y sera la direction parallèle à l'axe de référence en s'éloignant du centre de l'enveloppe pneumatique vers le côté extérieur de l'enveloppe pneumatique où sont inscrits les marquages normatifs du pneumatique. Enfin la direction longitudinale X est définie afin de constituer un repère orthonormé direct avec les directions Y et Z.
[0012] La direction radiale R est une direction perpendiculaire à l'axe de référence en s'éloignant de l'axe de référence. La direction circonférentielle S est la direction orthogonale aux directions axiale et radiale. L'azimut d'un point géométrique est l'angle formé par les directions verticale et radiale.
[0013] On entend ici par les termes « ensemble monté » ou « roue », tout système comprenant au moins une enveloppe pneumatique et au moins une jante servant d'interface mécanique avec le véhicule. Description de l'invention
[0014] L'invention porte sur un dispositif industriel d'écriture d'un identifiant de roue dans un module de roue embarqué sur une roue. La roue est munie d'une radio étiquette RFID contenant un identifiant d'un composant de roue et présente un axe de référence. Le dispositif industriel comprend un poste de contrôle de roue piloté par une unité centrale et une unité intermédiaire de transmission de données. Le poste de contrôle a des moyens de fixation et de mise en rotation de la roue autour d'un axe de rotation, un plan d'interface avec la roue dont la normale est sensiblement parallèle à l'axe de rotation et un point géométrique A défini comme l'intersection du plan d'interface et de l'axe de rotation. L'unité intermédiaire comprend d'une part une antenne radio fréquence UHF dont la fréquence est adaptée à la fréquence de communication de la radio étiquette RFID, et d'autre part une antenne radio fréquence basse fréquence dont la fréquence est adaptée à la fréquence d'interrogation du module de roue. Le dispositif industriel d'écriture d'un identifiant de roue est caractérisé en ce que le poste de contrôle est une équilibreuse de roue, en ce que l'antenne radio fréquence UHF est une antenne champ proche s 'étendant sur un premier secteur angulaire a par rapport à l'axe de rotation et en ce que l'antenne radiofréquence basse fréquence est une boucle magnétique s'étendant sur un deuxième secteur angulaire β par rapport à l'axe de rotation.
[0015] On entend ici par le terme « sensiblement parallèle » que l'angle entre les deux directions est inférieur ou égal à 10 degrés.
[0016] On entend par le terme « plan d'interface », le plan géométrique médian des divers points de contact entre une roue montée dans le poste de contrôle et les moyens de fixation de la roue sur ce poste de contrôle. Généralement il s'agit de la face d'appui de la jante de roue sur le moyeu du poste de contrôle. [0017] Ainsi, un tel dispositif permet de sécuriser la transmission de l'identifiant d'une roue contenu initialement dans une radio étiquette RFID vers un module de roue tel que, par exemple, un TMS ou TPMS embarqué sur la roue. Tout d'abord, le dispositif est totalement automatisé puisqu'il est incorporé sur une équilibreuse de roue dont la fonction d'équilibrage est gérée directement et automatiquement par l'unité centrale de la machine. Et, l'unité intermédiaire étant positionnée par rapport à Γ équilibreuse, aucune intervention humaine dans les manipulations des antennes de radiocommunication n'est nécessaire lorsque la roue est montée sur le poste de contrôle, comme par exemple un balayage spatial avec une douchette à main pour la lecture de l'identifiant de roue contenu dans la radio étiquette RFID. Très simplement, la mise en rotation de la roue permet le passage des dispositifs électroniques à proximité, ou au moins dans la zone de portée radio fréquence, des diverses antennes de radiocommunication.
[0018] Ensuite, le choix d'une antenne champ proche pour l'antenne radio fréquence UHF limite volontairement la portée spatiale de communication de cette antenne. De ce fait, seules les radios étiquettes RFID fonctionnant à la même fréquence de communication que l'antenne champ proche et traversant cette zone spatiale de communication peuvent être interrogées par l'antenne.
[0019] Le positionnement circonférentiel des antennes permet un temps d'échange de communication suffisant entre les antennes et les composants électroniques qui sont mis en rotation par le poste de contrôle.
[0020] De surcroît, l'antenne radio fréquence basse fréquence et l'antenne radio fréquence UHF champ proche ont toutes les deux la particularité d'être peu sensibles à la présence proche de conducteurs électriques pouvant provoquer des perturbations de fonctionnement des antennes. Cette caractéristique est importante pour une application employant une roue dont les éléments constitutifs contiennent des métaux conducteurs.
[0021] Avantageusement, l'antenne radio fréquence UHF champ proche est une antenne de type boucle magnétique de forme sensiblement plane comprise dans le groupe comprenant rectangulaire, carré, elliptique ou circulaire dont le cercle inscrit a un rayon d'au moins 10 millimètres, avantageusement compris entre 30 et 150 millimètres et préférentiellement compris entre 50 et 120 millimètres.
[0022] On entend ici par le terme « sensiblement plane » que la distance maximale entre le plan moyen de l'antenne et l'extrémité de l'antenne située orthogonalement à ce plan est inférieure au cinquième de la plus petite dimension de l'antenne suivant une direction principale évaluée dans le plan moyen.
[0023] On entend ici par le terme « plan moyen de l'antenne », un plan géométrique minimisant la distance entre les divers points géométriques de l'antenne et ce plan géométrique selon la méthode des moindres carrés. [0024] Ainsi, la portée de communication de l'antenne champ proche est nécessairement une sphère dont le diamètre est supérieur ou égal à 20 millimètres de par la géométrie même de l'antenne champ proche. La zone de communication de l'antenne est bien identifiée ce qui permet de positionner radialement et axialement l'antenne par rapport au poste de contrôle afin de s'assurer que lors de la mise en rotation de la roue, la radio étiquette RFID présente sur la roue traverse la sphère de communication de l'antenne champ proche. Bien entendu, l'emploi de plusieurs antennes radio fréquences UHF champ proche permet de couvrir une zone spatiale élargie. Cela est utile pour identifier des radios étiquettes RFID positionnées différemment sur la même roue ou positionnées sur des roues de dimensions différentes rendant le dispositif fonctionnel sur une large gamme de dimensions de roue. L'alternative consiste à augmenter les dimensions de l'antenne radiofréquence UHF champ proche afin de couvrir une zone spatiale plus importante tout en restant dans des conceptions d'antennes réalisables, fonctionnelles et économiquement viables. [0025] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, l'antenne radiofréquence UHF champ proche est de type boucle magnétique segmentée.
[0026] En effet, si on cherche à augmenter la zone spatiale de communication de l'antenne champ proche pour mutualiser l'antenne pour la lecture de plusieurs radio étiquettes RFID placées sur la même roue ou pour ne pas modifier la position de l'antenne selon les dimensions de la roue montée sur le poste d'équilibrage, une autre voie consiste à augmenter les dimensions de l'antenne. Cependant, cela peut générer des perturbations de fonctionnement de l'antenne lorsque certaines dimensions d'antenne sont atteintes comme des variations du courant électrique circulant le long de l'antenne. Une solution à ces perturbations électriques consiste en la segmentation de l'antenne qui permet de garder un courant d'intensité et de sens de circulation constants sur l'ensemble de l'antenne.
[0027] Dans un mode de réalisation préférentielle, l'antenne radiofréquence UHF champ proche s'étend sur un premier secteur angulaire a d'au moins 10 degrés, préférentiellement de l'ordre de 20 à 30 degrés, par rapport à l'axe de rotation.
[0028] Ainsi, lorsque l'équilibreuse est en mode de rotation, le secteur circonférentiel d'extension de l'antenne radiofréquence champ proche permet un temps de communication suffisant entre la radio étiquette RFID et l'antenne radiofréquence champ proche pour échanger les informations contenues dans la radio étiquette RFID. Un secteur angulaire de 10 degrés peut suffire pour recueillir une information simple d'une radio étiquette RFID pour une vitesse de rotation de l'équilibreuse faible de l'ordre du tour par minute. L'application à des vitesses de rotation plus élevée conduit à augmenter proportionnellement le secteur angulaire nécessaire à l'échange d'information. Une telle augmentation de secteur angulaire peut aussi permettre la transmission d'un volume d'information plus conséquent avec la radio étiquette RFID ou d'appliquer un protocole d'échange plus complexe qu'une simple et unique interrogation.
[0029] Selon un mode de réalisation très préférentielle, l'antenne boucle basse fréquence, positionnée sensiblement radialement extérieurement à la roue, est à une distance radiale inférieure à 1000 millimètres par rapport à l'axe de rotation.
[0030] On entend ici par le terme « extérieurement à la roue » l'espace extérieur au volume convexe enveloppant la roue lorsque la roue est montée par l'intermédiaire des moyens de fixation du poste de contrôle sur le dispositif industriel. [0031] Ici, la distance radiale est évaluée en prenant comme référence le centre du cercle inscrit de l'antenne boucle basse fréquence.
[0032] Ainsi, l'antenne boucle basse fréquence se trouve positionnée de façon préférentielle afin de communiquer avec des modules de roue implantés classiquement sur la roue. Quelle que soit leur position radiale sur l'enveloppe pneumatique ou la jante au niveau par exemple de la valve de jante ou sous le bloc sommet, la communication sera possible en raison de leur position radiale. De surcroit, cette position est préférentiellement avantageuse pour une antenne boucle basse fréquence insensible à l'armature métallique du bloc sommet d'une enveloppe pneumatique.
[0033] Selon un mode de réalisation préférentielle, l'antenne boucle basse fréquence est de forme sensiblement plane dont le cercle inscrit a un rayon d'au moins 50 millimètres.
[0034] Si la sélection de bonnes radio étiquettes RFID est primordiale, il convient aussi de s'assurer de la bonne sélection du module de roue pour la phase de transmission vers le module de roue. L'emploi d'une antenne radio fréquence basse fréquence lié à la fréquence de communication du module de roue en phase de réveil et d'écriture limite de fait la portée de communication de cette antenne basse fréquence. L'objectif du dimensionnement de l'antenne est alors de sélectionner de façon certaine et immédiate le module de roue embarqué sur la roue en rotation sur le poste de contrôle. Or ce module de roue peut être positionné sur une multitude de positions géométriques correspondant à la jante ou l'enveloppe pneumatique. La variété des positions selon les directions axiale et radiale sur une roue est de plus amplifiée par la variété dimensionnelle des roues. De ce fait, on choisit ici une antenne de grande dimension permettant de couvrir une surface large dont la portée dans la direction perpendiculaire sera limitée à la conception de l'antenne.
[0035] Avantageusement, l'antenne radio fréquence UHF a un nombre de tours de bobine compris entre 10 et 70. [0036] La limitation de la portée de communication de l'antenne basse fréquence permet naturellement de réduire la zone spatiale de communication de cette antenne. De ce fait, la probabilité de sélectionner un module de roue non situé sur la roue en cours d'équilibrage est limitée. La réduction de la portée de communication de cette antenne basse fréquence peut être obtenue par l'intermédiaire de divers paramètres de l'antenne dont les principaux sont l'intensité électrique circulant dans l'antenne, la surface fermée du plan de la bobine et la géométrie et les propriétés conductrices du fil de l'antenne et le nombre de tours d'enroulement de ce fil. Ce dernier paramètre à lui seul permet, quelle que soit la nature du fil de l'antenne ou de l'alimentation électrique maximale fournie par l'unité intermédiaire, de régler la portée de communication de l'antenne basse fréquence. [0037] Dans un mode de réalisation préférentiel, l'antenne boucle basse fréquence s'étend sur un deuxième secteur angulaire β d'au moins 45 degrés, préférentiellement de l'ordre de 60 à 90 degrés, par rapport à l'axe de rotation.
[0038] Ainsi, lorsque l'équilibreuse est en mode de rotation, le secteur circonférentiel d'extension de l'antenne basse fréquence permet un temps de communication suffisant entre le module de roue et l'antenne radio fréquence basse fréquence pour activer et écrire les informations provenant de l'unité intermédiaire vers le module de roue. Un secteur angulaire de 45 degrés est suffisant pour écrire une information simple dans un module de roue en profitant de la totalité du secteur angulaire à une vitesse de rotation de l'équilibreuse de l'ordre du tour par seconde. Le réveil du module de roue n'est pas forcement déclenché dès le premier passage du module de roue dans la zone de communication de l'antenne. De ce fait et afin d'offrir la fonctionnalité d'écriture sur des vitesses de rotation plus élevée de l'équilibreuse, il est préférable d'étendre l'antenne basse fréquence sur un secteur angulaire compris entre 60 et 90 degrés.
[0039] Avantageusement, l'antenne radio fréquence UHF champ proche est localisée dans un plan axialement extérieure à la roue et dont la normale est sensiblement parallèle à l'axe de rotation, et l'extrémité radialement intérieure de l'antenne est au moins à 100 millimètres de l'axe de rotation, préférentiellement entre 125 et 400 millimètres.
[0040] La sélection de la radio étiquette RFID sur la roue montée sur l'équilibreuse est ainsi optimisée. En effet, le positionnement proposé est avantageux pour la lecture d'une radio étiquette montée sur l'enveloppe pneumatique quelle que soit la position de la radio étiquette sur l'enveloppe pneumatique. En localisant la zone spatiale de communication de l'antenne au niveau du flanc extérieur de l'enveloppe pneumatique, on maximise la possibilité de capter la radio étiquette RFID se trouvant sur ce flanc extérieur ou sous le bloc sommet en gardant une zone spatiale de communication réduite. En effet ce sont des zones classiques d'implantation de la radio étiquette RFID dans l'enveloppe pneumatique. En raison de la pluralité dimensionnelle des roues subissant un équilibrage de roue, principalement celles pour les véhicules de tourisme, qui peuvent employer des jantes de 10 jusqu'à 30 ou 31 pouces par exemple, il convient de positionner l'extrémité radialement intérieure de l'antenne radio fréquence UHF champ proche entre 125 et 400 millimètres par rapport à l'axe de rotation. C'est la zone correspondant à la hauteur du flanc de l'enveloppe pneumatique quelles que soient les dimensions de roue.
[0041] Selon un mode de réalisation préférentielle, un premier écran électromagnétique est positionné parallèlement et extérieurement à l'antenne boucle basse fréquence par rapport au point géométrique A du poste de contrôle.
[0042] On entend par le terme « extérieurement à un objet par rapport à un point de référence», la partie de l'espace dont les points géométriques se situent à une distance supérieure ou égale à la distance de chacun des points de l'objet par rapport au point référence.
[0043] Ainsi, la présence d'un plan de masse magnétique crée un écran à la propagation du champ magnétique généré par l'antenne boucle basse fréquence dans l'espace situé extérieurement à l'antenne boucle basse fréquence et à l'écran électromagnétique. De ce fait, on ne peut réveiller que des modules de roue qui sont localisées dans le demi-espace intérieur, délimité par le premier écran électromagnétique, vis-à-vis du point géométrique A.
[0044] Selon un mode de réalisation préférentiel, un second écran électromagnétique de dimensions supérieures à l'antenne radio fréquence UHF champ proche est positionné parallèlement et extérieurement à l'antenne radio fréquence UHF champ proche par rapport au point géométrique A du poste de contrôle.
[0045] Ainsi, la présence de cet écran électromagnétique ou plan de masse permet d'augmenter la zone de champ proche de l'antenne de l'ordre de quelques centimètres dans la direction normale au plan de masse du côté où se trouve l'antenne champ proche. Par conséquent on assure une meilleure détection des radios étiquettes RFID situées sur la roue.
[0046] De surcroit, ce plan de masse empêche la propagation des ondes radioélectriques générées par l'antenne champ proche dans l'espace situé extérieurement à l'écran électromagnétique par rapport à l'antenne champ proche. De ce fait, on minimise le risque de communiquer avec d'éventuelles radio étiquettes RFID situées sur d'autres roues ou composants placés à proximité immédiate de l'équilibreuse.
[0047] Selon un mode de réalisation préférentiel, l'unité intermédiaire est équipée d'une antenne additionnelle radio fréquence UHF de type rayonnant dont la fréquence de résonance est adaptée à la fréquence d'émission du module de roue.
[0048] Ainsi, l'introduction d'une antenne radio fréquence UHF de type rayonnant fonctionnant à la fréquence d'émission des modules de roue permet de vérifier le contenu de l'information contenue dans le module de roue. Pour cela, il est conseillé de privilégier une antenne en champ lointain pour optimiser l'écoute de la réponse du module de roue. Le système de contrôle emploie une fréquence d'émission spécifique, généralement le 433 Mhz ou le 315 Mhz nécessitant une antenne réceptrice adaptée à cette fréquence de communication.
[0049] Selon un mode de réalisation très particulier, l'antenne radio fréquence UHF de type rayonnant est noyée dans une masse de matériau dont la permittivité diélectrique est au moins supérieure à 2 sur une épaisseur d'au moins un millimètre.
[0050] Ainsi en jouant sur les propriétés diélectriques du matériau encapsulant l'antenne rayonnante, on réduit la zone de couverture en champ proche en étendant de ce fait la zone de couverture en champ lointain. De plus, l'antenne UHF rayonnante étant sensible aux perturbations générées par les matériaux conducteurs, l'isolation électrique réalisée permet aussi de pallier à ces perturbations. Enfin, ce matériau encapsulant l'antenne rayonnant apporte une protection mécano chimique à l'antenne vis-à-vis des agressions potentielles en condition d'usage.
[0051] Selon un mode de réalisation préférentiel, l'antenne radio fréquence UHF rayonnante est localisée dans un plan dont la normale est sensiblement parallèle à l'axe de rotation, axialement extérieurement à la roue et son extrémité radialement inférieure se situe à une distance d'au moins 200 millimètres, préférentiellement compris entre 225 et 400 millimètres, vis-à-vis de l'axe de rotation.
[0052] Ainsi, le positionnement de l'antenne radio fréquence UHF rayonnante de façon parallèle au flanc extérieur de l'enveloppe pneumatique favorise la lecture des signaux en provenance du module de roue. En effet les ondes radioélectriques hautes fréquences émises par le module de roue ne traversent pas les zones fortement conductrices telles qu'une jante métallique ou la ceinture armée d'un bloc sommet, alors que la propagation au travers des flancs est naturelle sans obstacle à la propagation des ondes. Le positionnement radial du module de roue tend à positionner l'antenne radio fréquence UHF rayonnante au- dessus de la jante de roue.
[0053] Très préférentiellement, un troisième écran électromagnétique est positionné parallèlement et extérieurement à l'antenne radio fréquence UHF rayonnante par rapport au point géométrique A du poste de contrôle.
[0054] Ainsi, la présence d'un plan de masse servant d'écran à la réception des ondes radioélectriques provenant directement de l'espace situées extérieurement à la roue et à l'antenne radio fréquence UHF rayonnante minimise l'interception de signaux parasites provenant d'autres modules de roue ou de composant électroniques émetteurs.
[0055] L'invention porte aussi sur un procédé d'écriture d'un identifiant de roue dans un module de roue, comprenant une roue et un dispositif industriel d'écriture d'un identifiant de roue embarqué dans un module de roue selon l'invention. La roue, dans un état monté et gonflé, est munie d'au moins une radio étiquette RFID et d'au moins un module de roue comprenant un espace mémoire destiné à recevoir au moins un identifiant de roue. L'unité intermédiaire du dispositif industriel d'écriture d'un identifiant de roue comprend une mémoire de stockage. Le procédé d'écriture d'un identifiant de roue comprend les étapes suivantes :
- placer la roue sur l'équilibreuse ;
- lancer la mise en rotation de la roue par l'intermédiaire de l'unité centrale de l'équilibreuse ;
- interroger la radio étiquette RFID via l'unité intermédiaire par le biais de l'antenne radio fréquence UHF champ proche ;
- stocker dans la mémoire de stockage de l'unité intermédiaire l'identifiant de roue transmis par la radio étiquette RFID ;
- réveiller le module de roue via l'unité intermédiaire par le biais de l'antenne radio fréquence basse fréquence ;
- écrire dans l'espace mémoire du module de roue, l'identifiant de roue contenu dans la mémoire de stockage de l'unité intermédiaire par le biais de l'antenne radio fréquence basse fréquence ;
- attendre l'arrêt de la mise en rotation de la roue piloté par l'unité centrale de l'équilibreuse ; et
- retirer la roue de l'équilibreuse, l'espace mémoire du module de roue étant munie de l'identifiant de roue.
[0056] Ainsi, on sécurise la mise en place de l'identifiant de roue initialement récupéré dans la radio étiquette RFID de roue dans le module de roue présent sur la même roue. L'opération est pilotée par l'unité centrale de l'équilibreuse et l'unité intermédiaire sans intervention manuelle d'un opérateur, source d'erreur. De surcroit on profite de la finesse des zones de communication des antennes de radiocommunication de l'unité intermédiaire pour effectuer une sélection des composants électroniques que l'on sollicite. L'opération ne consomme pas nécessairement du temps de cycle supplémentaire puisque l'opération peut être intégrée à l'opération d'équilibrage de roue. Ces étapes peuvent être partiellement ou en totalité successives ou concomitantes de par leur nature.
[0057] Selon un mode de réalisation complémentaire du procédé d'écriture d'un identifiant de roue dans un module de roue, l'unité intermédiaire comprenant au moins une antenne radio fréquence UHF de type rayonnant dont la fréquence de résonance est adaptée à la fréquence d'émission du module de roue et l'unité intermédiaire étant connectée à un microprocesseur, on réalise les étapes complémentaires suivantes après l'écriture de l'identifiant de roue dans la mémoire de stockage du module de roue :
- interroger le module de roue via l'unité intermédiaire par le biais de l'antenne radiofréquence basse fréquence ;
- récupérer des informations contenues dans l'espace mémoire du module de roue, par le biais de l'antenne radiofréquence UHF rayonnante, que l'on stocke dans la mémoire de stockage de l'unité intermédiaire ;
- comparer les informations récupérées et l'identifiant de roue contenus dans la mémoire de stockage de l'unité intermédiaire par le biais du microprocesseur ;
- si les informations récupérées et l'identifiant de roue ne sont pas cohérents, renvoyer un message d'alerte par le microprocesseur à l'unité centrale de l'équilibreuse par l'intermédiaire de l'unité intermédiaire ;
- sinon, attendre l'arrêt de la mise en rotation de la roue piloté par l'unité centrale de l'équilibreuse ; et
- retirer la roue de l'équilibreuse, l'espace mémoire du module de roue comportant l'identifiant de la roue.
[0058] Ce second protocole complète le précédent en réalisant une vérification des informations contenues dans le module de roue par rapport aux informations récupérées initialement de la lecture de la radio étiquette RFID. Cela permet de s'assurer de la bonne transmission automatique des données vers le module de roue. Les informations contenues dans le module de roue peuvent bien être supérieures au seul identifiant de l'ensemble monté, il faut donc trier les informations récupérées du module de roue et effectuer une comparaison avec l'identifiant de roue obtenu par la lecture de la radio étiquette RFID. Cette fonctionnalité supplémentaire nécessite la présence d'une antenne radiofréquence UHF de type rayonnant spécifique puisque fonctionnant à la fréquence d'émission du module de roue comme par exemple le 433Mhz. De plus l'unité intermédiaire doit être capable de trier et de comparer les objets ce qui nécessite la présence d'un microprocesseur pour l'exécution de ces tâches. Ces étapes peuvent être partiellement ou en totalité successives ou concomitantes de par leur nature. Description brève des dessins
[0059] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description des dessins qui va suivre. Ces descriptions sont données uniquement à titre d'exemple et faites en se référant aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 présente une vue en perspective d'une équilibreuse ;
- la figure 2 présente une vue en coupe et en perspective d'une roue ;
- la figure 3 présente une vue en perspective d'un capot de protection d'une équilibreuse ;
- la figure 4 est un synoptique de fonctionnement du dispositif d'écriture d'un identifiant de roue dans un module de roue ; et
- la figure 5 présente un synoptique du procédé d'écriture d'un identifiant de roue dans un module de roue.
Description détaillée de modes de réalisation
[0060] La figure 1 représente une équilibreuse de roue 2 usuelle comprenant, d'une part, un bâti 4 avec un pupitre de rangement pour les accessoires et outils accueillant la motorisation électrique. Sur la face supérieure de ce bâti 4 est situé un écran de dialogue 5 avec l'unité centrale de l'équilibreuse servant d'IHM (acronyme de « Interface Homme Machine »), gérant les diverses fonctionnalités de l'appareil. Sur la face latérale 6, à l'extrémité du moyeu 7 relié à la motorisation de l'équilibreuse 2 se trouve le plan d'interface 36 avec la roue permettant de positionner correctement la roue sur l'équilibreuse 2. La normale à ce plan d'interface est l'axe de rotation 35 de l'équilibreuse 2 sensiblement coaxial à l'axe de référence de la roue. L'intersection du plan d'interface 36 et de l'axe de rotation 35 de l'équilibreuse 2 définit le point géométrique A. L'excroissance 8 au centre du moyeu 7 vers l'extérieur de l'équilibreuse 2 sert au centrage mécanique de la roue par rapport à l'axe de rotation 35 de l'équilibreuse 2. [0061] Cette machine permet d'équilibrer dynamiquement une roue constituée d'une enveloppe pneumatique et d'une jante dont le diamètre nominal est au moins de 10 pouces. Il permet aussi d'équilibrer des roues dont le diamètre externe est inférieur à 1 150 millimètres pour une masse totale inférieure à 75 kg. Ceci couvre la gamme usuelle des roues pour les véhicules particuliers et les camionnettes. La vitesse de rotation de cette équilibreuse est de l'ordre de 120 tr/mn. [0062] Cette équilibreuse 2 est aussi équipée d'un capot de protection 21 par l'intermédiaire d'une liaison pivot 20 le liant à la partie non tournante du bâti 4. La présence de ce capot de protection 21 permet d'employer l'équilibreuse 2 à des vitesses de rotation supérieure à 100 tr/mn. Ce capot de protection 21 est composé d'une première partie 19 située radialement par rapport à l'axe de rotation 35 de l'équilibreuse 2 lorsque le capot 21 est en position d'usage. La seconde partie 18 du capot de protection 21 est située axialement extérieurement. Enfin ce capot 21 est équipé d'un bras 17 actionnant manuellement la rotation du capot 21 autour de sa liaison pivot 20 pour passer d'une position ouverte à une position fermée et inversement. [0063] La figure 2 représente une vue en perspective et en coupe d'une roue 3 de type tourisme et camionnette. Cette roue est constituée d'une jante 34 en métal et d'une enveloppe pneumatique 33. La jante 34 comprend une partie axisymétrique 43 ayant une valve de gonflage 41, qui peut servir de lieu d'implantation d'un module de roue de type TPMS, et un disque 42 dont l'axe correspond à l'axe de référence de la roue 3. La connexion entre les deux éléments de la jante est assurée par un cordon de soudure. La jante 34 comporte sur ses deux extrémités latérales un crochet dé jante. Ces crochets servent à la mise en place et au maintien de l'enveloppe pneumatique 33 sur la jante 34. Les trous de fixation pour accueillir les écrous de serrage de la roue 3, servant d'interface avec le véhicule ou le poste de contrôle, ne sont pas représentés sur le disque 42 dé jante 34. [0064] L'enveloppe pneumatique 33 est constituée de deux zones basses qui sont maintenues au niveau des crochets de jante sur leur partie inférieure, d'une bande de roulement et de deux flancs assurant la jonction entre les zones basses et la bande de roulement. Une couche étanche (ou « inner liner ») 29 est disposée sur la paroi intérieure de la cavité interne 30 de l'enveloppe pneumatique 33. La sculpture de la bande de roulement de l'enveloppe pneumatique 33 n'est pas représentée.
[0065] Dans cette configuration, un module de roue 32 de type TMS est fixé par l'intermédiaire d'un patch en mélange élastomère sur la surface de la couche étanche 29 de l'enveloppe pneumatique 33 au droit et au centre de la bande de roulement. De plus une radio étiquette RFID 31 est positionnée sur la face interne du flanc extérieur de l'enveloppe pneumatique 33 par l'intermédiaire d'un patch en mélange élastomère [0066] La figure 3 est un exemple particulier du montage des antennes radio fréquences de l'unité intermédiaire 103 au niveau du capot de protection 21 de l'équilibreuse selon l'un des objets de de l'invention.
[0067] Ce capot 21 comprend sur sa première partie 19 une antenne boucle basse fréquence 102 fonctionnant à la fréquence de 125 KHz. Cette antenne boucle 102 est de forme rectangulaire dont le cercle inscrit a un diamètre D supérieur à 100 millimètres. Cette boucle magnétique 102 est constituée par une dizaine de spires connectées galvaniquement définies par un câble en cuivre de diamètre unitaire de 0,7 millimètres permettant d'obtenir une portée de communication maximale de l'ordre de 500 millimètres en faisant circuler un courant d'intensité élevée de l'ordre de 3,5 ampères dans la bobine. L'antenne boucle 102 s'étend circonférentiellement autour de l'axe de rotation 35 de l'équilibreuse sur un deuxième secteur angulaire β de l'ordre de 60 degrés. Enfin la position axiale de l'antenne boucle 102 est définie par la cote d, ici de l'ordre de 50 millimètres. Cette cote d est prise entre le plan médian de la première partie 19 du capot de protection 21 représenté en pointillé et la position axiale du centre du cercle inscrit à l'antenne boucle 102 de telle sorte que le centre du cercle soit situé sensiblement dans le plan d'interface entre l'équilibreuse et la roue. Ainsi quelle que soit la roue positionnée sur le dispositif, l'antenne boucle basse fréquence 102 se trouve proche du plan médian de la roue où se localisent les dispositifs de type TMS. L'antenne boucle basse fréquence 102 est en appui sur un écran électromagnétique 301 positionné sur la première partie 19 du capot de protection 21. Cet écran 301, en matériau mumétal, constitue une barrière à la propagation des ondes magnétiques émises par l'antenne boucle 102 en limitant leur propagation, en voie directe, dans l'espace intérieur du capot de protection 21 par rapport au point géométrique A. Une autre antenne basse fréquence représentant une bobine ovale dont le cercle inscrit est de diamètre 100 millimètres constituée de 40 fils de cuivre de diamètre 0,43 millimètres empilés en quatre couches homogènes aurait fonctionné avec une intensité électrique plus faible de l'ordre de 1,5 ampères pour une portée de l'ordre de 500 millimètres générant une chaleur moins élevée plus supportable par l'antenne basse fréquence. Une autre alternative pour réduire la taille de l'antenne basse fréquence est de noyer celle-ci dans un matériau magnétique, par exemple de type ferrite, afin d'augmenter le champ magnétique généré par la circulation du courant électrique dans l'antenne. [0068] Sur la seconde partie 18 du capot de protection 21 se trouve l'antenne radio fréquence UHF champ proche 101 fonctionnant à la fréquence de communication d'une radio étiquette RFID, aux alentours de 900 Mhz. Celle-ci s'étend sur un premier secteur angulaire a de l'ordre de 30 degrés à une distance radiale R supérieure à 100 millimètres par rapport à l'axe de rotation 35 de l'équilibreuse, le capot de protection 21 étant en position fermée. Cette antenne radio fréquence UHF champ proche 101 ayant un cercle inscrit de diamètre de l'ordre de 200 millimètres est positionnée en appui sur un écran électromagnétique 302 directement fixé sur la deuxième partie 18 du capot de protection 21. Cet écran électromagnétique 302 ou plan de masse de forme circulaire est inscrit dans un cercle de diamètre 300 millimètres. Ainsi les ondes radioélectriques provenant de l'antenne radio fréquence UHF champ proche 101 se propagent principalement, en voie directe, dans l'espace intérieur du capot de protection 21 où la roue est placée lors de l'opération d'équilibrage dynamique.
[0069] Cette implantation des antennes de radiocommunication 101 et 102 du dispositif permet d'une part d'assurer une extension principalement circonférentielle des antennes de radiocommunication en condition de fonctionnement de l'équilibreuse. Le positionnement sur le capot de protection 21 assure aussi que ces antennes de radiocommunication 101 et 102 sont situées extérieurement à la roue par rapport à l'axe de rotation 35 et ce quelle que soit la dimension de la roue. De plus le capot de protection 21 couvre un secteur angulaire suffisant autour de l'axe de rotation 35 pour permettre une implantation des diverses antennes de radiocommunication et en particulier l'antenne boucle basse fréquence 102. Et cette implantation autorise une proximité des antennes de radiocommunication 101 et 102 avec les composants électroniques de la roue quelle que soit la dimension de roue assurant un positionnement unique de ces antennes sur l'équilibreuse. Enfin, le capot de protection 21 accueille les divers écrans électromagnétique 301 et 302 pour les diverses antennes de radiocommunication 101 et 102 en sélectionnant les matériaux adéquats. Ainsi si une plaque circulaire en métal conducteur de type cuivre fait office d'écran électromagnétique 302 pour l'antenne radio fréquence UHF champ proche 101, l'utilisation d'un matériau de perméabilité magnétique élevée du type mumétal est préférable pour constituer l'écran électromagnétique de l'antenne boucle basse fréquence 102. [0070] Bien entendu l'extension circonférentielle des antennes de radiocommunication
101 et 102 est adaptée à la vitesse de rotation de l'équilibreuse afin de permettre un temps de communication suffisant pour échanger les données entre les composants électroniques présents sur la roue tels que la radio étiquette RFID et le module de roue et leurs antennes respectives de radiocommunication.
[0071] La seconde partie 18 de ce capot de protection 21 accueille aussi, de façon optionnelle, sur sa face interne l'antenne radio fréquence UHF de type dipôle rayonnant 104 à deux brins fonctionnant à la fréquence de communication de 433MHz qui correspond à la fréquence des signaux radioélectriques émis par le module de roue. Celle-ci est enveloppée dans une enveloppe 400 en matériau isolant de type gaine de câble conducteur. Bien enetendu d'autres types d'antenne rayonnante plus sophistiquée et bien connue de l'homme du métier peuvent être employés comme les antennes patch ou les antennes PIFA ( acronyme de Planar Inerted F Antenna). Enfin un écran électromagnétique 303 est positionné parallèlement à l'antenne radio fréquence UHF rayonnante 104 afin de créer un effet de masque à la propagation des ondes radioélectriques provenant de l'espace situé extérieurement au capot de protection 21 par rapport au point géométrique A.
[0072] Bien entendu, l'implantation des diverses antennes de radiocommunication 101,
102 et 104 de l'unité intermédiaire 103 et de leurs accessoires, tels que les écrans électromagnétiques 301, 302 et 303 ou la masse isolante 400, peut aussi être réalisée en partie ou en totalité sur une structure indépendante des éléments constitutifs de l'équilibreuse. L'avantage de cette structure additionnelle est de positionner au plus juste les diverses éléments de l'unité intermédiaire 103 par rapport aux dimensions de la roue en cours d'équilibrage. En effet cette structure additionnelle peut autoriser un positionnement adapté des diverses antennes de radiocommunication 101, 102 et 104 aux dimensions de la roue. En particulier, le positionnement axial des antennes est alors fonction de la largeur de l'enveloppe pneumatique et de l'écuanteur de la roue. Tandis que la position radiale des antennes est fonction du diamètre extérieure de la roue et du diamètre nominal de la jante. Cela permet l'emploi d'antennes de radiocommunication de dimensions plus petites ayant des portée de communication réduite limitant d'autant les risques de mauvaise sélection de composants électroniques lors des phases d'interrogation. [0073] La figure 4 est un synoptique de fonctionnement du dispositif d'écriture 1 d'un identifiant de roue dans un module de roue. On distingue trois sous-ensembles distincts : la roue 3, l'équilibreuse 2 et l'unité intermédiaire 103. Les deux derniers sous-ensembles 2 et 103 sont des parties intégrantes du dispositif d'écriture 1. [0074] La roue 3 est le lieu de départ et d'arrivée de l'opération d'écriture d'un identifiant de roue 201. En effet, la roue 3 comprend au moins une enveloppe pneumatique et une jante, chaque élément pouvant contenir une radio étiquette RFID 31 servant à l'identification 201 de l'élément. Chaque radio étiquette RFID 31 comprend un espace mémoire recevant l'identifiant de roue 201 de chaque élément de la roue 3. C'est donc le point de départ du processus de transmission de données. La roue 3 comprend d'autre part un module de roue 32 comprenant une zone de stockage 202, lieu de destination de l'information à transmettre, l'identifiant de roue 201.
[0075] Le dispositif 1 d'écriture d'un identifiant de roue dans un module de roue comprend d'une part une équilibreuse 2 et une unité intermédiaire 103 de communication. L'équilibreuse 2 est pilotée par une unité centrale 24 qui interagit d'une part avec la motorisation de l'équilibreuse pour mettre en rotation de la roue 3 et d'autre part avec divers instruments de mesures et capteurs qui sont fonctionnels pour l'opération d'équilibrage dynamique de la roue 3. Enfin, l'opérateur contrôle la machine par l'intermédiaire d'un écran de dialogue 5, représentant une IHM (acronyme de Interface Homme Machine), en connexion directe avec l'unité centrale 24 de l'équilibreuse 2.
[0076] L'unité intermédiaire 103 comprend un centre des opérations 120 qui sert d'interface avec l'équilibreuse 2 par le biais par exemple d'une connexion filaire avec l'unité centrale 24. De plus, ce centre des opérations 120 joue le rôle d'unité de contrôle des diverses antennes de communication 101, 102 et 104 du dispositif 1. Ainsi, elle fournit la puissance électrique nécessaire aux antennes 101, 102 et 104 pour qu'elles émettent et écoutent. Elle procure la forme des signaux émetteurs et effectue les opérations de post traitement des signaux reçus par les antennes de radio communication 101, 102 et 104. Enfin ce centre des opérations 120 est connecté à une espace mémoire 114 stockant et gérant les diverses données reçues ou traitées par le centre des opérations 120. Les traitements effectués sont réalisés à l'aide du microprocesseur 113 en lien direct avec le centre des opérations 120. [0077] Les antennes de radiocommunication comprennent d'une part l'antenne radio fréquence UHF champ proche 101 dont la fréquence est calée sur la fréquence de communication des radios étiquettes RFID 31 soit environ 900 Mhz en Europe. L'antenne fonctionne en tant qu'émetteur et récepteur des données provenant de la radio étiquette RFID 31.
[0078] D'autre part une antenne radio fréquence basse fréquence 102 fonctionnant à 125 KHz en communication avec le module de roue 32 dans le seul sens d'écriture vers le module de roue 32.
[0079] Enfin, l'unité intermédiaire 103 peut comprendre une antenne radio fréquence UHF de type rayonnant 104. La fréquence de communication de cette antenne est adaptée à la fréquence de communication en mode émission du module de roue 32 soit en Europe la fréquence de 433 MHz. Cette antenne rayonnant 104 est connectée au centre des opérations 120 de l'unité intermédiaire 103 qui exécutera le post traitements des signaux reçus de la part du module de roue 32. [0080] De plus le centre des opérations 120 est aussi connecté à un microprocesseur 113 qui exécutera les opérations de vérification des données d'une part recueillies par l'antenne radio fréquence UHF champ proche 101 interrogatrice de la radio étiquette RFID 31 et d'autre part reçues par l'antenne radio fréquence UHF rayonnante 104 d'écoute du module de roue 32. En cas d'anomalie constatée entre ces informations, le microprocesseur 113 transmet par le biais du centre des opérations 120 un message d'alerte à l'unité centrale 24 de l'équilibreuse 2. Ce second groupe de l'unité intermédiaire 103 illustre la seconde partie de l'invention, la vérification des données transmises au module de roue 32.
[0081] La figure 5 est un synoptique des diverses étapes du procédé d'écriture d'un identifiant de roue 201 dans un module de roue 32 en employant le dispositif d'écriture divulgué par cette invention
[0082] La procédure à minima pour l'écriture d'un identifiant de roue dans un module de roue consiste à réaliser les étapes entre 500 et 600. En effet il faut tout d'abord mettre en place la roue 3 sur l'équilibreuse de roue 2 ce qui correspond à l'étape 501. La roue 3 est préalablement équipée d'une radio étiquette 31 contenant l'identifiant 201 d'un composant de la roue comme par exemple l'enveloppe pneumatique. La roue 3 est munie aussi d'un module de roue 32 comprenant un espace mémoire 202 de taille suffisante pour recevoir l'identifiant de roue 201 sous une forme prédéfinie. Il n'est pas nécessaire que la roue 3 soit préalablement équilibrée dynamiquement à cette procédure d'écriture d'un identifiant de roue. L'étape suivante 502 consiste à mettre en rotation la roue 3 sur l'équilibreuse 2 par l'intermédiaire de l'écran de dialogue servant d'interface avec l'opérateur. [0083] Ensuite la première phase d'interrogation 503 intervient au cours de la mise en rotation de la roue 3. Le centre des opérations de l'unité intermédiaire 103 transmet les moyens d'émettre à l'antenne radio fréquence UHF champ proche 101. Celle-ci génère dans une première phase des signaux radioélectriques identifiables par une radio étiquette RFID 31. En réponse, l'antenne radio fréquence champ proche 101 réceptionne des signaux radioélectriques émis par la radio étiquette RFID 31 contenant l'identifiant de roue 201.
[0084] L'étape suivante 504 est une étape interne à l'unité intermédiaire 103. Par l'intermédiaire du centre des opérations, l'unité intermédiaire 103 va déchiffrer les signaux radioélectriques reçus par l'antenne radio fréquence champ proche 101 pour extraire en langage machine l'identifiant de roue 201 qu'il transfert dans son espace mémoire 114. [0085] Ensuite le centre des opérations lance l'étape 505 qui consiste dans un premier temps à émettre des signaux radioélectriques par l'intermédiaire de l'antenne boucle 102 à la fréquence du module de roue 32 afin de réveiller celui-ci. Dans une seconde étape, on transfère en signal radioélectrique l'identifiant de roue 201 que l'on transfère vers le module de roue 32 en mode écriture. A la fin de cette étape, l'identifiant de roue 201 se retrouve stocké dans l'espace mémoire du module de roue 32 ce qui finalise la fin de transmission de données vers le module de roue 32.
[0086] La suite des opérations consiste à réaliser les étapes de 701 et 702. L'étape 701 correspond à l'arrêt de la mise en rotation de la roue 3 par l'unité centrale de l'équilibreuse. L'étape 702 consiste à enlever la roue 3 de l'équilibreuse. [0087] Suite à cette première phase de transmission des données de l'identifiant de roue 201 dans le module de roue 32, on peut procéder à une seconde phase consistant à vérifier le contenu des informations transmises au module de roue 32 vis-à-vis des informations recueillies à la lecture de la radio étiquette RFID 31. Cette seconde phase correspondant aux étapes numérotées de 601 à 605. [0088] Dans une première étape 601, lors de la rotation de la roue 3 sur l'équilibreuse 2, l'unité intermédiaire 103 commence par interroger le module de roue 32. Cette interrogation se fait par l'intermédiaire de l'antenne boucle basse fréquence 102 dont la fréquence de radiocommunication est adaptée à ce type d'interrogation. Cela se fait par l'intermédiaire du centre des opérations qui fournit les moyens à l'antenne émettrice 102.
[0089] En retour, au cours de l'étape 602, l'antenne radiofréquence UHF rayonnant 104 réceptionne la réponse du module de roue 32 qu'elle envoie au centre des opérations. Celui- ci post-traite les signaux radioélectriques reçus contenant des informations 205 provenant du module de roue 32. Ces informations 205 sont ensuite stockées dans l'espace mémoire 114 de l'unité intermédiaire 103.
[0090] La vérification des données est effectuée à l'étape 603. L'espace mémoire 114 de l'unité intermédiaire 103 contient d'une part l'identifiant de roue 201 réceptionné par l'antenne champ proche 101 et les informations recueillies 205 par l'antenne rayonnante 104. Ces données sont alors post traitées par le microprocesseur 113 de l'unité intermédiaire 103. Ainsi, la comparaison des renseignements qu'elles contiennent est effectuée.
[0091] Selon le résultat de cette comparaison, on procède à un aiguillage dans les opérations futures à venir. Cet aiguillage est défini à l'étape 604. Si la cohérence est établie par le microprocesseur 113 entre l'identifiant de roue 201 et les informations recueillies 205, le processus prend directement le chemin des opérations numérotées 701 et 702. Dans le cas contraire, le processus se dirige vers l'étape 605.
[0092] A cette étape 605, le centre des opérations 120 de l'unité intermédiaire est avertie de l'incohérence des données entre l'identifiant de roue 201 et les informations recueillies 205. Celui-ci émet un message d'alerte vers l'unité centrale 24 de l'équilibreuse 2 permettant de prévenir l'opérateur machine de l'incohérence des données et de ce fait de la non réalisation du procédé d'écriture dans le module de roue.
[0093] Cette alerte est le départ de divers cheminements possibles. Le plus simple consiste à évacuer la roue pour lequel le processus est incohérent en poursuivant le processus par les étapes numérotées 701 et 702. Ainsi, le procédé d'écriture de l'identifiant de roue 201 est considéré comme terminée. De ce fait le centre des opérations envoie tout d'abord à l'unité centrale 24 l'information. Cette unité centrale 24 lance la procédure d'arrêt de la mise en rotation de la roue 3. L'arrêt effectif de la mise en rotation peut être conditionné à la fin du procédé d'équilibrage dynamique de la roue 3 si celui-ci est en cours (étape 701). Celle-ci peut être suivie de l'enlèvement de la roue 3 de l'équilibreuse. Cependant la roue 3 n'est pas mise à disposition pour équiper un véhicule automobile puisque le procédé d'écriture de l'identifiant de roue 201 dans le module de roue 32 n'est pas validé.
[0094] Le second chemin possible consiste à relancer le procédé d'écriture à partir de l'étape 503 en ayant au préalable effacé le contenu de l'espace mémoire 114 de l'unité intermédiaires 103.
[0095] Si, lorsque l'étape 604 est de nouveau effectuée, l'incohérence des données persiste on bascule obligatoirement, après l'envoi d'un message d'alerte à l'unité centrale 24, sur le premier chemin au travers de l'étape 701.
[0096] Dans le cas contraire on poursuit successivement par les étapes 701 et 702 en mettant à disposition la roue 3 dans laquelle l'identifiant de roue 201 est inséré dans la mémoire de stockage 202 du module de roue 32.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (1) industriel d'écriture d'un identifiant de roue dans un module de roue (32) embarqué sur une roue (3), ladite roue (3) étant munie d'au moins une radio étiquette RFID (31) et présentant un axe de référence, comprenant :
- un poste de contrôle (2) de roue piloté par une unité centrale (24) ayant des moyens de fixation et de mise en rotation de la roue (3) autour d'un axe de rotation (35), un plan d'interface (36) avec la roue (3) dont la normale est sensiblement parallèle à l'axe de rotation (35) et un point géométrique A défini comme l'intersection du plan d'interface (36) et de l'axe de rotation (35), et
- une unité intermédiaire (103) de transmission des données comprenant au moins une antenne radiofréquence UHF (101) dont la fréquence est adaptée à la fréquence de communication de la radio étiquette RFID (31) et au moins une antenne radiofréquence basse fréquence (102) dont la fréquence est adaptée à la fréquence d'interrogation du module de roue (32),
caractérisé en ce que le poste de contrôle (2) est une équilibreuse de roue, en ce que ladite au moins une antenne radiofréquence UHF (101) est une antenne champ proche s'étendant sur un premier secteur angulaire a par rapport à l'axe de rotation (35) et en ce que ladite au moins une antenne radiofréquence basse fréquence (102) est une boucle magnétique s'étendant sur un deuxième secteur angulaire β par rapport à l'axe de rotation (35).
2. Dispositif (1) industriel d'écriture d'un identifiant de roue selon la revendications 1, dans lequel la au moins une antenne radiofréquence UHF champ proche (101) est une antenne de type boucle magnétique de forme sensiblement plane dont le cercle inscrit a un rayon d'au moins 10 millimètres.
3. Dispositif (1) industriel d'écriture d'un identifiant de roue selon la revendication 2, dans lequel la au moins une antenne radiofréquence UHF champ proche (101) est de type boucle magnétique segmentée.
4. Dispositif (1) industriel d'écriture d'un identifiant de roue selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier secteur angulaire a est d'au moins 10 degrés par rapport à l'axe de rotation (35).
5. Dispositif (1) industriel d'écriture d'un identifiant de roue selon la revendication 4, dans lequel la au moins une antenne radio fréquence UHF champ proche (101) est localisée dans un plan axialement extérieur à la roue (3) et dont la normale est sensiblement parallèle à l'axe de rotation (35), et dans lequel l'extrémité radialement intérieure de ladite antenne est au moins à 100 millimètres de l'axe de rotation (35).
6. Dispositif (1) industriel d'écriture d'un identifiant de roue selon l'une des revendications précédentes, dans lequel là au moins une antenne boucle basse fréquence (102), positionnée sensiblement radialement extérieurement à la roue (3), est à une distance radiale inférieure à 1000 millimètres par rapport à l'axe de rotation (35).
7. Dispositif (1) industriel d'écriture d'un identifiant de roue selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la au moins une antenne boucle basse fréquence (102) est de forme sensiblement plane dont le cercle inscrit a un rayon d'au moins 50 millimètres.
8. Dispositif (1) industriel d'écriture d'un identifiant de roue selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la au moins une antenne boucle basse fréquence (102) a un nombre de tours de bobine compris entre 10 et 70.
9. Dispositif (1) industriel d'écriture d'un identifiant de roue selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le deuxième secteur angulaire β est d'au moins 45 degrés par rapport à l'axe de rotation (35).
10. Dispositif (1) industriel d'écriture d'un identifiant de roue selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel un premier écran électromagnétique (301) est positionné parallèlement et extérieurement à la au moins une antenne boucle basse fréquence (102) par rapport au point géométrique A du poste de contrôle (2).
11. Dispositif (1) industriel d'écriture d'un identifiant de roue selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un second écran électromagnétique (302) de dimensions supérieures à ladite au moins une antenne radiofréquence UHF champ proche (101) est positionné parallèlement et extérieurement à ladite au moins une antenne radiofréquence UHF champs proche (101) par rapport au point géométrique A du poste de contrôle (2).
12. Dispositif (1) industriel d'écriture d'un identifiant de roue selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'unité intermédiaire (103) est équipée d'au moins une antenne additionnelle radiofréquence UHF de type rayonnant (104) dont la fréquence de résonance est adaptée à la fréquence d'émission du module de roue (32).
13. Dispositif (1) industriel d'écriture d'un identifiant de roue selon la revendication 12 dans lequel ladite au moins une antenne radiofréquence UHF de type rayonnant (104) est noyée dans une masse (400) de matériau dont la permittivité diélectrique est au moins supérieure à 2 sur une épaisseur d'au moins un millimètre.
14. Dispositif (1) industriel d'écriture de l'identifiant de roue selon l'une des revendications 12 et 13, dans lequel ladite au moins une antenne radiofréquence UHF rayonnante (104) est localisée dans un plan axialement extérieurement à la roue (3) et dont la normale est sensiblement parallèle à l'axe de rotation (35) et dans lequel l'extrémité radialement inférieure de ladite antenne se situe à une distance d'au moins 200 millimètres vis-à-vis de l'axe de rotation (35).
15. Dispositif (1) industriel d'écriture d'un identifiant de roue selon l'une des revendications 12 à 14, dans lequel un troisième écran électromagnétique (303) est positionné parallèlement et extérieurement à la au moins une antenne radiofréquence UHF rayonnante (104) par rapport au point géométrique A du poste de contrôle (2).
16. Procédé d'écriture d'un identifiant de roue dans un module de roue (32) embarqué sur une roue (3), ladite roue (3) étant munie d'au moins une radio étiquette RFID (31), ladite roue étant dans un état monté et gonflé et le module de roue (32) comprenant un espace mémoire (202) destiné à recevoir au moins un identifiant de roue (201), avec un dispositif (1) industriel d'écriture d'un identifiant de roue selon l'une des revendications 1 à 11 dont l'unité intermédiaire (103) comprend une mémoire de stockage (114), dans lequel on réalise les étapes suivantes :
- placer la roue (3) sur l'équilibreuse (2),
- lancer la mise en rotation de la roue (3) par l'intermédiaire de l'unité centrale (24) de l'équilibreuse (2),
- interroger la au moins une radio étiquette RFID (31) via l'unité intermédiaire (103) par le biais de la au moins une antenne radio fréquence UHF champ proche (101),
- stocker dans la mémoire de stockage (114) de l'unité intermédiaire (103) le au moins un identifiant de roue (201) transmis par la au moins une radio étiquette RFID (31),
- réveiller le au moins un module de roue (32) via l'unité intermédiaire (103) par le biais de la dite au moins une antenne radio fréquence basse fréquence (102), et
- écrire dans l'espace mémoire (202) du au moins un module de roue (32) le au moins un identifiant de roue (201) contenu dans la mémoire de stockage (114) de l'unité intermédiaire (103) par le biais de ladite au moins une antenne radio fréquence basse fréquence (102).
17. Procédé d'écriture d'un identifiant de roue dans un module de roue (32) selon la revendication 16, prise en combinaison avec l'une des revendications 12 à 15 de dispositif industriel d'écriture d'un identifiant de roue dans un module de roue, ledit dispositif comprenant une unité intermédiaire (103) avec une antenne radio fréquence UHF rayonnante (104) et un microprocesseur (113), dans lequel on réalise les étapes complémentaires suivantes :
- interroger le module de roue (32) via l'unité intermédiaire (103) par le biais de ladite au moins une antenne radio fréquence basse fréquence (102),
- récupérer des informations (203) contenues dans l'espace mémoire (202) du module de roue (32), par le biais de la au moins une antenne radio fréquence UHF rayonnante (104), et stocker lesdites informations récupérées dans la mémoire de stockage (114) de l'unité intermédiaire (103), - comparer les informations (203) récupérées et le au moins un identifiant de roue (201) contenus dans la mémoire de stockage (114) de l'unité intermédiaire (103) par le biais du microprocesseur (113), et
- si les informations (203) récupérées et le au moins un identifiant de roue (201) ne sont pas cohérents, renvoyer un message d'alerte par le microprocesseur (113) à l'unité centrale (24) de l'équilibreuse (2) par l'intermédiaire de l'unité intermédiaire (103).
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