FR2692980A1 - Sensor measuring position of tyre relative to wheel rim - Google Patents
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Abstract
Description
CAPTEUR DE POSITION ET UTILISATIONS D'UN TEL
CAPTEUR
La présente invention a pour objet un capteur de position ainsi que diverses utilisations dudit capteur de position, notamment appliquées aux véhicules automobiles.POSITION SENSOR AND USES OF SUCH
SENSOR
The present invention relates to a position sensor as well as various uses of said position sensor, in particular applied to motor vehicles.
Le développement de l'électronique dans les véhicules automobiles autorise aujourd'hui une plus grande finesse de commandes ou de réglages dans les grandes fonctions du véhicule, comme la propulsion, le freinage, le comportement routier, ces grandes fonctions participant évidemment à la sécurité. Cette finesse de commandes ou de réglages nécessite bien entendu des capteurs de grande précision et de temps de réponse court, pour permettre un véritable pilotage de la fonction, ceci dans un environnement agressif, lesdits capteurs devant être en outre d'un bas prix de revient. Des capteurs satisfaisant tous les critères évoqués ci-dessus n'existent pas ce jour, notamment des capteurs de position relative de deux organes, et c'est là un inconvénient. L'invention a pour but de pallier cet inconvénient. The development of electronics in motor vehicles today allows greater finesse of controls or adjustments in the main functions of the vehicle, such as propulsion, braking, road handling, these major functions obviously contributing to safety. This finesse of commands or settings obviously requires sensors of high precision and short response time, to allow true control of the function, this in an aggressive environment, said sensors having to be furthermore of a low cost price. . Sensors satisfying all the criteria mentioned above do not exist today, in particular sensors for the relative position of two members, and this is a drawback. The invention aims to overcome this drawback.
Ainsi, selon l'invention, un capteur de position relative de deux organes comprend une aiguille constituée d'au moins deux parties cylindriques montées coulissantes l'une dans l'autre, en matériau électriquement isolant, au moins deux traces conductrices s ' étendant longitudinalement et reliées électriquement à un circuit électrique d'utilisation du capteur, et une trace conductrice, située en regard des deux dites traces longitudinales et adaptée à venir au contact des traces longitudinales lorsque l'une des deux parties se déplace à l'intérieur de l'autre, chacune des deux parties étant liée au moins par contact à chacun desdits organes dont on veut mesurer la position relative ; les deux traces conductrices longitudinales sont portées par la surface de l'une des parties, et la trace en regard est annulaire et portée par l'autre partie sur sa face située en regard des traces longitudinales. Thus, according to the invention, a relative position sensor of two members comprises a needle consisting of at least two cylindrical parts slidably mounted one inside the other, of electrically insulating material, at least two conductive traces extending longitudinally and electrically connected to an electrical circuit for using the sensor, and a conductive trace, located opposite the two said longitudinal traces and adapted to come into contact with the longitudinal traces when one of the two parts moves inside the 'other, each of the two parts being linked at least by contact to each of said members whose relative position is to be measured; the two longitudinal conductive traces are carried by the surface of one of the parts, and the opposite trace is annular and carried by the other part on its face situated opposite the longitudinal traces.
De préférence, les traces longitudinales sont portées par la face extérieure d'une partie qui coulisse dans l'autre partie. Preferably, the longitudinal traces are carried by the outer face of a part which slides in the other part.
Avantageusement, chacune des traces conductrices longitudinales traverse la paroi de la partie qui la porte et est reliée à une broche de connexion, un bouchon, en matériau isolant, portant les broches qui sont reliées à des conducteurs traversant le bouchon et rabattus à la surface extérieure du bouchon, le bouchon étant emmanché à force dans la partie à traces longitudinales qui sont, dans cette position du bouchon, en contact avec les conducteurs ; l'un des deux organes porte deux broches métalliques complémentaires des broches de l'aiguille. Advantageously, each of the longitudinal conductive traces crosses the wall of the part which carries it and is connected to a connection pin, a plug, made of insulating material, carrying the pins which are connected to conductors passing through the plug and folded down to the external surface. of the plug, the plug being force fitted into the part with longitudinal traces which are, in this position of the plug, in contact with the conductors; one of the two members carries two metal pins complementary to the pins of the needle.
De préférence, la trace conductrice annulaire est adaptée à venir au contact des traces longitudinales par l'intermédiaire de billes prisonnières dans la partie portant la trace annulaire ; les traces longitudinales sont prévues sur des rainures longitudinales dans lesquelles coulissent les billes. Preferably, the annular conductive trace is adapted to come into contact with the longitudinal traces by means of balls trapped in the part carrying the annular trace; the longitudinal tracks are provided on longitudinal grooves in which the balls slide.
Selon une forme préférée de réalisation, les deux parties sont montées coulissantes à étanchéité et définissent une chambre étanche dans laquelle un fluide sous pression les sollicite en extension. According to a preferred embodiment, the two parts are slidably mounted to seal and define a sealed chamber in which a pressurized fluid biases them in extension.
Avantageusement, les traces annulaire et longitudinales étant en contact, elles ferment un circuit électrique dans lequel circule un courant électrique ; les traces annulaire et longitudinales sont agencées de manière à se comporter à la manière d'un potentiomètre dans leur mouvement longitudinal relatif. Advantageously, the annular and longitudinal traces being in contact, they close an electrical circuit in which an electric current flows; the annular and longitudinal traces are arranged so as to behave like a potentiometer in their relative longitudinal movement.
De préférence, la liaison de l'aiguille à l'un des deux organes est réalisée par une membrane à soufflets élastique dont une extrémité est solidaire d'une partie de l'aiguille, ladite membrane étant logée dans un logement cylindrique dudit organe, et ayant au repos une position de longueur minimum vers laquelle elle est rappelée par son élasticité propre, ledit logement étant d'une longueur suffisante pour recevoir la membrane en position de repos et l'aiguille en position rétractée, la chambre intérieure de la membrane étant en communication avec la chambre étanche intérieure à l'aiguille, en sorte que lorsque l'intérieur de l'aiguille est soumis à l'action du fluide sous pression, la membrane est expansée dans le logement et l'aiguille est en extension et hors du logement. Preferably, the connection of the needle to one of the two members is carried out by an elastic bellows membrane, one end of which is integral with a part of the needle, said membrane being housed in a cylindrical housing of said member, and having at rest a position of minimum length towards which it is recalled by its own elasticity, said housing being of sufficient length to receive the membrane in the rest position and the needle in the retracted position, the interior chamber of the membrane being in communication with the sealed chamber inside the needle, so that when the inside of the needle is subjected to the action of the fluid under pressure, the membrane is expanded in the housing and the needle is in extension and out of the housing.
Un tel capteur de position a un temps de réaction très court, et sa précision peut être aisément adaptée aux besoins, puisqu'il suffit pour cela de mettre le nombre de traces longitudinales décalées qui convient. Such a position sensor has a very short reaction time, and its precision can be easily adapted to requirements, since it suffices for this to put the number of longitudinal tracks which are offset which is suitable.
Bien entendu, un tel capteur peut mesurer la position relative de nombreux organes, et son utilisation aux véhicules automobiles trouve sa place dans de nombreuses applications, compte tenu de sa simplicité et donc de son prix de revient peu élevé, étant entendu que l'utilisation d'un tel capteur n'est pas limitée aux seuls véhicules automobiles. Of course, such a sensor can measure the relative position of many organs, and its use in motor vehicles finds its place in many applications, given its simplicity and therefore its low cost price, it being understood that the use of such a sensor is not limited to motor vehicles only.
Dans l'application aux véhicules automobiles, on prévoit un tel capteur pour mesurer la position relative de deux organes, dont aucun n'est animé d'un mouvement de rotation : c'est, par exemple, une mesure, grâce à ce capteur, de la hauteur relative des masses suspendue et non suspendue du véhicule qui peut être utilisée pour piloter l'assiette du véhicule dont la variation peut être due aux franchissements d'obstacles, aux transferts de masse en accélération et/ou lors de freinage et/ou d'un virage. In the application to motor vehicles, such a sensor is provided for measuring the relative position of two members, neither of which is driven by a rotational movement: it is, for example, a measurement, thanks to this sensor, the relative height of the suspended and unsprung masses of the vehicle which can be used to control the attitude of the vehicle, the variation of which may be due to obstacle clearance, mass transfer during acceleration and / or during braking and / or of a turn.
L'invention prévoit également l'utilisation d'un tel capteur dans laquelle les deux organes sont deux organes d'un véhicule automobile tournant et animés d'un mouvement de rotation, un transmetteur étant disposé entre l'un des organes tournant et un support non tournant supportant ledit organe tournant, pour transmettre l'information du capteur vers l'utilisateur du véhicule. The invention also provides for the use of such a sensor in which the two members are two members of a rotating motor vehicle and driven in a rotational movement, a transmitter being disposed between one of the rotating members and a support. non-rotating supporting said rotating member, for transmitting information from the sensor to the user of the vehicle.
Avantageusement, le transmetteur comprend un disque annulaire isolant solidaire en rotation de l'organe tournant, centré sur l'axe dudit organe tournant, et portant sur l'une de ses faces au moins deux pistes circulaires concentriques électriquement conductrices, reliées chacune à un conducteur électrique porté par le disque et relié à un moyen de connexion pour être connecté à un câble électrique ayant au moins deux conducteurs, le transmetteur comprenant en outre au moins un galet en matériau isolant, cylindrique et de section circulaire, ledit galet ayant au moins deux inserts métalliques en saillie, d'une part, par rapport à une face frontale dudit galet, pour coopérer en contact électrique avec les pistes du disque, et, d'autre part, par rapport à la surface extérieure cylindrique du galet, pour coopérer en contact électrique avec des gorges annulaires revêtues d'un matériau conducteur prévues à la surface d'un chemin de roulement en matériau isolant, porté par le support et sur lequel roule le galet, des moyens étant prévus pour l'entraînement du galet par le disque. Advantageously, the transmitter comprises an annular insulating disc integral in rotation with the rotating member, centered on the axis of said rotating member, and bearing on one of its faces at least two concentric electrically conductive circular tracks, each connected to a conductor electric carried by the disc and connected to a connection means for being connected to an electric cable having at least two conductors, the transmitter further comprising at least one roller made of insulating material, cylindrical and of circular section, said roller having at least two metal inserts projecting, on the one hand, relative to a front face of said roller, to cooperate in electrical contact with the tracks of the disc, and, on the other hand, relative to the cylindrical outer surface of the roller, to cooperate in electrical contact with annular grooves coated with a conductive material provided on the surface of a raceway made of insulating material, for rté by the support and on which the roller rolls, means being provided for driving the roller by the disc.
Selon une utilisation préférée, conformément à la présente invention, l'un des organes tournant est la jante de la roue du véhicule automobile, l'autre organe tournant étant la bande de roulement du pneumatique associé à la roue, l'aiguille étant disposée à l'intérieur du pneumatique et étant reliée électriquement, par une liaison qui traverse la jante de la roue, au disque du transmetteur qui transmet une information représentative de la déformation du pneumatique par rapport à la jante. According to a preferred use, in accordance with the present invention, one of the rotating members is the rim of the wheel of the motor vehicle, the other rotating member being the tread of the tire associated with the wheel, the needle being arranged at inside the tire and being electrically connected, by a link which crosses the rim of the wheel, to the disc of the transmitter which transmits information representative of the deformation of the tire with respect to the rim.
Lorsque le capteur comporte une chambre étanche dans laquelle un fluide sous pression la sollicite en extension, le fluide est l'air comprimé régnant dans le pneumatique; de préférence, un conduit relie l'intérieur de la membrane à la valve de gonflage du pneumatique. When the sensor has a sealed chamber in which a pressurized fluid urges it to extend, the fluid is the compressed air prevailing in the tire; preferably, a conduit connects the interior of the membrane to the tire inflation valve.
Avantageusement, l'information transmise par le transmetteur est utilisée pour délivrer au conducteur du véhicule une information représentative de la pression régnant à l'intérieur du pneumatique. Advantageously, the information transmitted by the transmitter is used to deliver to the driver of the vehicle information representative of the pressure prevailing inside the tire.
L'invention prévoit également l'utilisation d'un tel capteur dans laquelle l'information transmise par le transmetteur est utilisée pour moduler le freinage de la roue. The invention also provides for the use of such a sensor in which the information transmitted by the transmitter is used to modulate the braking of the wheel.
En variante, l'invention prévoit l'utilisation d'un tel capteur dans laquelle l'information transmise par le transmetteur est utilisée pour le pilotage de la suspension du véhicule avantageusement, plusieurs aiguilles sont prévues réparties circonférentiellement autour de l'axe de la jante de la roue ; le transmetteur comprend autant de galets qu'il y a d'aiguilles ; deux aiguilles sont décalées axialement selon l'axe de la roue. As a variant, the invention provides for the use of such a sensor in which the information transmitted by the transmitter is advantageously used for controlling the suspension of the vehicle, several needles are provided distributed circumferentially around the axis of the rim of the wheel; the transmitter comprises as many rollers as there are needles; two needles are offset axially along the axis of the wheel.
Lorsque le véhicule est équipé sur chaque roue d'un élément amortisseur à longueur commandée, l'indication de l'aiguille est avantageusement utilisée pour faire varier la longueur de l'élément amortisseur. When the vehicle is equipped on each wheel with a damping element of controlled length, the indication of the needle is advantageously used to vary the length of the damping element.
Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire, maintenant, à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif, un mode de réalisation représenté sur le dessin annexé. To better understand the object of the invention, we will now describe, by way of purely illustrative and nonlimiting example, an embodiment shown in the accompanying drawing.
Sur ces dessins
- la figure 1 montre, en coupe partielle, une roue de véhicule automobile;
- la figure 2 montre, à plus grande échelle, un détail, en coupe, de la figure 1, et notamment l'aiguille 13
- la figure 2A est, à plus grande échelle, une vue montrant un détail de la partie 5 de la figure 2;
- la figure 3 montre, à plus grande échelle, un détail, en coupe, de la figure 1, et notamment le transmetteur 14;
- la figure 3A représente un détail agrandi de la figure 3
- la figure 4 est une vue en bout, partielle, du transmetteur selon la figure 3
- la figure 5 montre partiellement, en vue de côté, le disque 20 du transmetteur 14, et schématiquement sa connection au câble 17;
- les figures 6 à 8 montrent schématiquement un circuit électrique dans l'application de l'invention à la vérification de la pression de gonflage du pneumatique;
- la figure 9 montre, en coupe partielle, une roue de véhicule automobile, du genre de celle de la figure 1, dans le pneumatique de laquelle deux aiguilles 13 sont décalées axialement selon l'axe de la roue;
- la figure 10 montre un détail d'une variante de réalisation des traces du capteur;
-la figure 1 1 montre schématiquement une variante de montage de l'aiguille.On these drawings
- Figure 1 shows, in partial section, a motor vehicle wheel;
- Figure 2 shows, on a larger scale, a detail, in section, of Figure 1, and in particular the needle 13
- Figure 2A is, on a larger scale, a view showing a detail of part 5 of Figure 2;
- Figure 3 shows, on a larger scale, a detail, in section, of Figure 1, and in particular the transmitter 14;
- Figure 3A shows an enlarged detail of Figure 3
- Figure 4 is a partial end view of the transmitter according to Figure 3
- Figure 5 partially shows, in side view, the disc 20 of the transmitter 14, and schematically its connection to the cable 17;
- Figures 6 to 8 schematically show an electrical circuit in the application of the invention to the verification of the inflation pressure of the tire;
- Figure 9 shows, in partial section, a motor vehicle wheel, of the kind of that of Figure 1, in the tire of which two needles 13 are offset axially along the axis of the wheel;
- Figure 10 shows a detail of an alternative embodiment of the sensor traces;
FIG 1 1 schematically shows an alternative assembly of the needle.
La figure 1 montre, en coupe partielle, une roue 3 avant de véhicule automobile ; un pneumatique 2, sans chambre à air, est reçu à étanchéité par une jante 3B portée par un flasque 3A fixé par des vis, comme connu en soi, au voile 18A d'un moyeu 18 traversé par un arbre de roue 9 et porté par un pivot 26 ; le moyeu 18 est monté à rotation sur le pivot 26 par l'intermédiaire de roulements 35 ; le voile 18A du moyeu 18 porte également un disque de freinage 4 ; une roue de véhicule est bien connue et ne sera donc pas décrite davantage. Figure 1 shows, in partial section, a front wheel 3 of a motor vehicle; a tire 2, without an inner tube, is received with sealing by a rim 3B carried by a flange 3A fixed by screws, as known per se, to the web 18A of a hub 18 crossed by a wheel shaft 9 and carried by a pivot 26; the hub 18 is mounted for rotation on the pivot 26 by means of bearings 35; the web 18A of the hub 18 also carries a braking disc 4; a vehicle wheel is well known and will therefore not be described further.
Dans la jante 3B est ménagé un logement cylindrique 6, par exemple de section circulaire, visible sur la figure 2, s'étendant vers l'axe de la roue, dans le plan médian vertical de la jante 3B, et ayant un fond percé d'un trou 6A de diamètre plus petit que celui du logement, ledit trou 6A étant traversé à étanchéité par deux broches 15 et 16 conductrices isolées l'une de l'autre et de la jante 3B, par exemple par un remplissage en matière plastique isolante 37 assurant également ladite étanchéité. Les broches 15 et 16 dépassent intérieurement et extérieurement de part et d'autre de la matière 37 de remplissage, et constituent ainsi tant à l'extérieur qu'à l'intérieur deux broches mâles de connexion électrique. In the rim 3B is formed a cylindrical housing 6, for example of circular section, visible in FIG. 2, extending towards the axis of the wheel, in the vertical median plane of the rim 3B, and having a bottom pierced d 'A hole 6A of diameter smaller than that of the housing, said hole 6A being traversed with sealing by two conductive pins 15 and 16 isolated from each other and from the rim 3B, for example by a filling of insulating plastic 37 also ensuring said sealing. The pins 15 and 16 protrude internally and externally on either side of the filling material 37, and thus constitute both outside and inside two male pins for electrical connection.
Une aiguille 13 de longueur variable est constituée, dans l'exemple représenté, de deux parties cylindriques 5 et 10, la partie 10 extérieure, par rapport à l'axe de la roue, étant montée coulissante sur la partie 5. La partie 5 se présente sous la forme d'un manchon dont la section est égale, au jeu de montage près, à la section du logement 6 la partie 5 est en matériau isolant ; sur sa face extérieure, elle porte deux traces conductrices 7 et 8, s 'étendant longitudinalement sur une certaine longueur axiale de la partie 5 mais non sur toute la longueur les traces 7 et 8 se prolongent à l'intérieur de la partie 5, vers le bas par rapport à la figure 2, après avoir traversé la paroi de la partie 5, comme montré sur la figure 2A; à l'une de ses extrémités, un bouchon 40 est emmanché à force dans la partie 5 ; le bouchon 40 porte deux inserts sous forme de broches femelles 15A et 16A, complémentaires des broches mâles 15 et 16, et destinées à coopérer avec celles-ci ; les broches femelles 15A et 16A sont reliées à des conducteurs 15B et 16B rabattus à la surface extérieure du bouchon 40 ; lorsque le bouchon 40 est en place dans la partie 5, chacun des rabats des conducteurs 15B et 16B sont en contact électrique avec l'une des traces 7 et 8 ; ainsi, lorsque la partie 5 de l'aiguille 13 est montée dans le logement 6 de la jante 3B, chacune des traces 7 et 8 est reliée électriquement respectivement aux broches mâles 15 et 16 portées par la jante 3B. Une telle disposition permet le montage ou démontage de l'aiguille 13 par rapport à la jante, et facilite ainsi le montage ou démontage du pneumatique. A needle 13 of variable length consists, in the example shown, of two cylindrical parts 5 and 10, the outer part 10, relative to the axis of the wheel, being slidably mounted on the part 5. The part 5 is present in the form of a sleeve whose cross section is equal, apart from the mounting clearance, to the cross section of the housing 6 the part 5 is made of insulating material; on its outer face, it carries two conductive traces 7 and 8, extending longitudinally over a certain axial length of part 5 but not over the entire length the traces 7 and 8 extend inside part 5, towards bottom relative to Figure 2, after passing through the wall of part 5, as shown in Figure 2A; at one of its ends, a plug 40 is force-fitted into part 5; the plug 40 carries two inserts in the form of female pins 15A and 16A, complementary to the male pins 15 and 16, and intended to cooperate with these; the female pins 15A and 16A are connected to conductors 15B and 16B folded over the outer surface of the plug 40; when the plug 40 is in place in part 5, each of the flaps of the conductors 15B and 16B are in electrical contact with one of the traces 7 and 8; thus, when the part 5 of the needle 13 is mounted in the housing 6 of the rim 3B, each of the tracks 7 and 8 is electrically connected to the male pins 15 and 16 respectively carried by the rim 3B. Such an arrangement allows the mounting or dismounting of the needle 13 relative to the rim, and thus facilitates the mounting or dismounting of the tire.
Bien entendu, le montage de la partie 5 sur la jante peut être réalisé de différentes façons ; par exemple, le logement 6 peut être remplacé par un téton radialement extérieur à la jante 3B, s'étendant vers l'intérieur du pneumatique, sur lequel vient s'emmancher la partie 5. Of course, the mounting of the part 5 on the rim can be carried out in different ways; for example, the housing 6 can be replaced by a stud radially external to the rim 3B, extending towards the interior of the tire, onto which the part 5 is fitted.
La partie 10 de l'aiguille 13 extérieure, par rapport à l'axe de la roue, montée à coulissement sur la partie 5, est également en matériau isolant et porte à sa périphérie intérieurement une trace annulaire 12 conductrice ; le montage est tel que, suivant la position axiale relative des parties 5 et 10, les traces 7 et 8 sont mises en relation électrique par la trace annulaire 12, ou non; la partie 10 a son extrémité galbée pour faciliter son contact avec la paroi intérieure du pneumatique. The part 10 of the outer needle 13, relative to the axis of the wheel, slidably mounted on the part 5, is also made of insulating material and carries on its periphery internally an annular trace 12 conductive; the mounting is such that, depending on the relative axial position of the parts 5 and 10, the traces 7 and 8 are brought into electrical relationship by the annular trace 12, or not; the part 10 has its curved end to facilitate its contact with the inner wall of the tire.
Lorsque la roue tourne, l'aiguille 13 est soumise à une force centrifuge suffisante pour qu'elle soit en extension ; bien entendu, des moyens peuvent être prévus pour assurer cette extension indépendamment de la force centrifuge. Par exemple, les deux parties 5 et 10 peuvent être montées coulissantes à étanchéité de façon à définir une chambre étanche, à l'intérieur de l'aiguille, dans laquelle un fluide sous pression les sollicite en extension. When the wheel turns, the needle 13 is subjected to a sufficient centrifugal force so that it is in extension; of course, means can be provided to ensure this extension independently of the centrifugal force. For example, the two parts 5 and 10 can be slidably sealed to define a sealed chamber, inside the needle, in which a pressurized fluid biases them in extension.
Dans une variante non représentée, la chambre étanche est en communication avec une enceinte élastiquement déformable, également étanche, la résistance élastique d'au moins une paroi de ladite enceinte maintenant la pression dans la chambre et la déformation élastique de cette même paroi permettant un déplacement relatif aisé des deux parties de l'aiguille ; dans une variante de ce type, le déplacement de ladite paroi étant une image de la longueur de l'aiguille 13, les traces 7, 8 et 12 sont placées au droit de l'enceinte étanche au lieu d'être au droit de l'aiguille 13. In a variant not shown, the sealed chamber is in communication with an elastically deformable enclosure, also sealed, the elastic resistance of at least one wall of said enclosure maintaining the pressure in the chamber and the elastic deformation of this same wall allowing movement easy relative of the two parts of the needle; in a variant of this type, the displacement of said wall being an image of the length of needle 13, the traces 7, 8 and 12 are placed in line with the sealed enclosure instead of being in line with the needle 13.
La figure 1 1 montre une autre variante dans laquelle l'aiguille est du type à chambre étanche ; sur cette figure, en outre, on voit que la liaison de l'aiguille 13 à l'un des deux organes est réalisée par une membrane à soufflets élastique 49 dont une extrémité est solidaire de la partie 5 de l'aiguille 13, ladite membrane 49 étant logée dans un logement cylindrique 86 dudit organe, et ayant au repos une position de longueur minimum vers laquelle elle est rappelée par son élasticité propre, ledit logement 86 étant d'une longueur suffisante pour recevoir la membrane 49 en position de repos et l'aiguille 13 en position rétractée, la chambre intérieure de la membrane étant en communication avec la chambre étanche intérieure à l'aiguille 13, en sorte que lorsque l'intérieur de l'aiguille 13 est soumis à l'action du fluide sous pression, la membrane 49 est expansée dans le logement 86 et l'aiguille 13 est en extension et hors du logement 86 ; cette disposition facilite le démontage du pneumatique par effacement de l'aiguille dans le logement de la jante; la mise en pression initiale de la chambre intérieure à l'aiguille 13 et celle de la membrane 49 est réalisée grâce à un conduit 88 qui relie l'intérieur de la membrane 49 à la valve de gonflage du pneumatique ; avantageusement, lorsque le gonflage est terminé, la fermeture de la valve du pneumatique assure en même temps l'isolement de la chambre de la membrane par rapport à l'intérieur du pneumatique pour rendre indépendantes les pressions régnant dans le pneumatique et dans la membrane. Figure 1 1 shows another variant in which the needle is of the sealed chamber type; in this figure, moreover, it can be seen that the connection of the needle 13 to one of the two members is produced by an elastic bellows membrane 49, one end of which is integral with the part 5 of the needle 13, said membrane 49 being housed in a cylindrical housing 86 of said member, and having at rest a position of minimum length towards which it is recalled by its own elasticity, said housing 86 being of sufficient length to receive the membrane 49 in the rest position and l needle 13 in the retracted position, the interior chamber of the membrane being in communication with the sealed interior chamber of the needle 13, so that when the interior of the needle 13 is subjected to the action of the fluid under pressure, the membrane 49 is expanded in the housing 86 and the needle 13 is in extension and out of the housing 86; this arrangement facilitates the dismantling of the tire by erasing the needle in the housing of the rim; the initial pressurization of the interior chamber with the needle 13 and that of the membrane 49 is carried out by means of a conduit 88 which connects the interior of the membrane 49 to the tire inflation valve; advantageously, when the inflation is finished, the closing of the valve of the tire ensures at the same time the isolation of the chamber of the membrane with respect to the interior of the tire to make the pressures prevailing in the tire and in the membrane independent.
Un transmetteur 14 d'informations, disposé entre deux pièces, l'une fixe et l'autre mobile, comprend un disque annulaire 20 maintenu (figure 1) sur la face intérieure du voile 18A du moyeu 18 ; le disque 20 est donc entraîné en rotation avec la roue du véhicule ; un tel disque 20 est en matériau isolant et porte (figure 5) sur l'une de ses faces deux pistes circulaires concentriques 21 et 22 reliées chacune respectivement par un conducteur 23, 24 noyé dans le disque et relié à un moyen de connexion 41 apparent sur l'autre face du disque 20 lorsque le disque est en place sur le moyeu 18, le moyen de connexion 41 coopère avec des moyens de connexion complémentaires portés par une broche 19 (figure 1), également en matériau isolant, traversée par deux conducteurs chacun se trouvant ainsi électriquement relié à chacune des pistes circulaires 21, 22 du disque 20. La broche 19 traverse le voile 18A du moyeu 18, et celui du disque 4, ainsi que le flasque 3A de la roue, à la manière d'un pion de positionnement de la roue pour son montage, une telle disposition facilitant habituellement le montage et démontage de ladite roue. Un câble électrique 17 à deux conducteurs porte à chacune de ses extrémités un connecteur, à savoir un connecteur 25 de montage du câble sur la broche 19 et un connecteur 38 de montage sur les broches 15 et 16 de la jante 3B : on aura compris qu'ainsi les traces conductrices 7 et 8 de l'aiguille 13 sont en liaison électrique avec les pistes circulaires 21, 22 du disque 20. An information transmitter 14, disposed between two parts, one fixed and the other mobile, comprises an annular disc 20 held (FIG. 1) on the inner face of the web 18A of the hub 18; the disc 20 is therefore driven in rotation with the vehicle wheel; such a disc 20 is made of insulating material and carries (FIG. 5) on one of its faces two concentric circular tracks 21 and 22 each connected respectively by a conductor 23, 24 embedded in the disc and connected to a visible connection means 41 on the other face of the disc 20 when the disc is in place on the hub 18, the connection means 41 cooperates with complementary connection means carried by a pin 19 (FIG. 1), also made of insulating material, crossed by two conductors each thus being electrically connected to each of the circular tracks 21, 22 of the disc 20. The pin 19 crosses the web 18A of the hub 18, and that of the disc 4, as well as the flange 3A of the wheel, in the manner of a wheel positioning pin for mounting, such an arrangement usually facilitating the mounting and dismounting of said wheel. A two-conductor electric cable 17 carries at each of its ends a connector, namely a connector 25 for mounting the cable on the pin 19 and a connector 38 for mounting on the pins 15 and 16 of the rim 3B: it will be understood that 'thus the conductive traces 7 and 8 of the needle 13 are in electrical connection with the circular tracks 21, 22 of the disc 20.
Le transmetteur 14 comprend également (figure 3) un galet 36 cylindrique de section circulaire constitué d'un cylindre isolant ayant deux inserts métalliques concentriques en forme de rivets creux; chaque insert comprend, d'une part, une portion cylindrique 29, 30 s'étendant selon l'axe longitudinal du galet 36 et légèrement en saillie par rapport à une face frontale 42 dudit galet 36, et, d'autre part, un collet 29A, 30A se terminant périphériquement par un retour 29B, 30B en forme de V en saillie par rapport à la surface extérieure cylindrique du galet 36. Le galet 36 est amené à rouler sur un chemin de roulement intérieur 27 annulaire fixe centré sur l'axe du moyeu 18 et porté par un manchon 46 que présente le pivot 26 et qui définit un espace annulaire 48 occupé, comme connu en soi, par un joint d'étanchéité disposé entre le pivot 26 et le moyeu 18, vers l'extérieur par rapport aux roulements 35. Le chemin de roulement intérieur 27 également en matériau isolant présente à sa surface extérieure deux gorges annulaires de section en forme de V revêtues d'un matériau conducteur 50, 51, ledit V étant légèrement plus ouvert que le V des retours 29B, 30B des collets 29A, 30A des inserts du galet 36, lesdits retours 29B, 30B étant amenés à rouler dans les gorges du chemin de roulement intérieur 27 lorsque le galet 36 roule sur ledit chemin de roulement intérieur 27 cette disposition assure un bon contact électrique entre lesdits retours 29B, 30B et les revêtements 50, 51. Des conducteurs 31, 32 noyés dans le chemin de roulement intérieur 27 relient les matériaux conducteurs 50 et 51 à deux conducteurs extérieurs 33, 34 via un connecteur radial schématisé en 53 porté par une protubérance radiale 54 du chemin de roulement intérieur 27, la protubérance 54 et les conducteurs 33, 34 étant logés dans une rainure 47 radiale du pivot 26. The transmitter 14 also comprises (FIG. 3) a cylindrical roller 36 of circular section consisting of an insulating cylinder having two concentric metal inserts in the form of hollow rivets; each insert comprises, on the one hand, a cylindrical portion 29, 30 extending along the longitudinal axis of the roller 36 and slightly projecting with respect to a front face 42 of said roller 36, and, on the other hand, a collar 29A, 30A terminating peripherally by a return 29B, 30B in the form of a V projecting with respect to the cylindrical external surface of the roller 36. The roller 36 is caused to roll on an inner annular raceway 27 fixed annular centered on the axis of the hub 18 and carried by a sleeve 46 which has the pivot 26 and which defines an annular space 48 occupied, as known per se, by a seal disposed between the pivot 26 and the hub 18, outwardly relative to to the bearings 35. The inner race 27 also made of insulating material has on its outer surface two annular grooves of V-shaped section coated with a conductive material 50, 51, said V being slightly more open than the V of the returns 29B , 30B of the collars 29A, 30A of the inserts of the roller 36, said returns 29B, 30B being caused to roll in the grooves of the inner raceway 27 when the roller 36 rolls on said inner raceway 27 this arrangement ensures good electrical contact between said returns 29B, 30B and the coatings 50, 51. Conductors 31, 32 embedded in the inner raceway 27 connect the conductive materials 50 and 51 to two outer conductors 33, 34 via a radial connector shown schematically at 53 carried by a protuberance radial 54 of the inner raceway 27, the protuberance 54 and the conductors 33, 34 being housed in a radial groove 47 of the pivot 26.
L'entraînement du galet 36 est assuré par un logement 44 axial de section circulaire ménagé dans le disque 20 au centre des pistes circulaires 21, 22, ledit logement 44 recevant un téton 45, de section également circulaire, porté par le galet 36 selon son axe et en saillie par rapport à sa face d'extrémité 42. The drive of the roller 36 is provided by an axial housing 44 of circular section formed in the disc 20 in the center of the circular tracks 21, 22, said housing 44 receiving a stud 45, also of circular section, carried by the roller 36 according to its axis and projecting from its end face 42.
Le transmetteur 14 assure que les conducteurs 33, 34 sont électriquement reliés aux traces 7 et 8 de l'aiguille 13 tandis que la roue tourne : en effet, les pistes circulaires 21, 22 du disque 20 sont, comme on l'a vu, en liaison électrique avec lesdites traces 7 et 8 de l'aiguille 13 ; les portions cylindriques 29 et 30 des inserts du galet 36, de même diamètre que les pistes circulaires 21, 22 du disque 20, sollicitées en contact avec celles-ci par des moyens élastiques non représentés, restent au contact de ces pistes 21, 22, en tournant sur elle-même lorsque le disque 20, tournant avec le moyeu 18, entraîne le galet 36 par la liaison 44 et 45, et oblige celui-ci à rouler sur le chemin de roulement intérieur 27 ; tout au long de ce roulement, les retours 29B, 30B du galet 36 roulent dans les gorges du chemin de roulement intérieur et sont au contact des revêtements 50, 51 du chemin de roulement intérieur 27, donc en liaison avec les conducteurs 33, 34 ; un chemin de roulement extérieur 43 complète le transmetteur à la manière d'un roulement à aiguilles ; bien entendu, en variante, ce chemin de roulement extérieur 43 pourrait comporter des gorges revêtues de matériau conducteur et transmettre également des informations ; de même, les deux chemins de roulement, intérieur et extérieur, pourraient transmettre des informations. The transmitter 14 ensures that the conductors 33, 34 are electrically connected to the tracks 7 and 8 of the needle 13 while the wheel rotates: in fact, the circular tracks 21, 22 of the disc 20 are, as we have seen, in electrical connection with said traces 7 and 8 of the needle 13; the cylindrical portions 29 and 30 of the inserts of the roller 36, of the same diameter as the circular tracks 21, 22 of the disc 20, urged into contact with them by elastic means not shown, remain in contact with these tracks 21, 22, by turning on itself when the disc 20, rotating with the hub 18, drives the roller 36 by the connection 44 and 45, and forces it to roll on the inner raceway 27; throughout this bearing, the returns 29B, 30B of the roller 36 roll in the grooves of the inner raceway and are in contact with the coverings 50, 51 of the inner raceway 27, therefore in connection with the conductors 33, 34; an outer raceway 43 completes the transmitter in the manner of a needle bearing; of course, as a variant, this external raceway 43 could include grooves coated with conductive material and also transmit information; similarly, the two raceways, interior and exterior, could transmit information.
Les figures 6 à 8 montrent schématiquement une application du transmetteur 14 et de l'aiguille 13 à la vérification de la pression de gonflage du pneumatique 2. La hauteur radiale du pneumatique, c'est-à-dire la hauteur mesurée entre la jante 3B et la face intérieure de la zone de roulement 39 au sol du pneumatique, étant une image très représentative de la pression de gonflage, l'invention prévoit une mesure de cette hauteur et le déclenchement d'un signal d'alarme lorsqu'elle atteint un seuil critique ; pour ce faire, la trace annulaire 12 de la partie 10 de l'aiguille 13 est positionnée de telle sorte que lorsqu'elle atteint, lors de la retraction de l'aiguille, en roulage, au point le plus bas face au sol, les traces 7 et 8 de la partie 5 de l'aiguille, la longueur totale de l'aiguille correspond à la hauteur radiale d'alerte pour le pneumatique ; la figure 6 montre schématiquement partiellement le circuit électrique ouvert d'alimentation d'une lampe témoin 43, en conditions normales, la trace annulaire 12 étant éloignée des traces 7 et 8 ; lorsque la cote d'alerte est atteinte, la trace annulaire 12 rencontre les traces 7 et 8 et la lampe 43 s'allume, comme cela est montré figure 7 on notera qu'en roulage, la déformation du pneumatique au contact du sol, qui cesse en d'autres points, notamment au point diamétralement opposé, conduit à une variation périodique de la longueur de l'aiguille et donc à un clignotement automatique de la lampe 40, retenant ainsi plus fortement l'attention du conducteur du véhicule
Selon la variante de la figure 8, la partie 5 de l'aiguille 13 porte intérieurement une trace 57 en regard de plusieurs traces, trois dans l'exemple représenté, 58, 59, 60 ; un transmetteur 64 dont le disque, le galet et la cage intérieure comportent bien entendu respectivement quatre pistes circulaires analogues à 21, 22, quatre retours analogues à 29B, 30B et quatre matériaux analogues à 50, 51 dans des gorges, assure la liaison électrique à quatre conducteurs 72 à75.FIGS. 6 to 8 schematically show an application of the transmitter 14 and of the needle 13 for checking the inflation pressure of the tire 2. The radial height of the tire, that is to say the height measured between the rim 3B and the inner face of the rolling area 39 on the ground of the tire, being a very representative image of the inflation pressure, the invention provides for a measurement of this height and the triggering of an alarm signal when it reaches a critical threshold ; to do this, the annular trace 12 of the part 10 of the needle 13 is positioned so that when it reaches, during the retraction of the needle, in rolling, at the lowest point facing the ground, the traces 7 and 8 of part 5 of the needle, the total length of the needle corresponds to the radial height of the warning for the tire; FIG. 6 schematically partially shows the open electrical supply circuit of a control lamp 43, under normal conditions, the annular trace 12 being distant from the traces 7 and 8; when the alert rating is reached, the annular trace 12 meets the traces 7 and 8 and the lamp 43 lights up, as shown in FIG. 7, it will be noted that when driving, the deformation of the tire in contact with the ground, which stops at other points, in particular at the diametrically opposite point, leads to a periodic variation of the length of the needle and therefore to an automatic flashing of the lamp 40, thus more strongly retaining the attention of the driver of the vehicle
According to the variant of FIG. 8, the part 5 of the needle 13 internally carries a trace 57 opposite several traces, three in the example shown, 58, 59, 60; a transmitter 64 whose disc, roller and inner cage of course comprise respectively four circular tracks analogous to 21, 22, four returns analogous to 29B, 30B and four materials analogous to 50, 51 in grooves, provides the electrical connection to four conductors 72 to 75.
Le conducteur 75 par exemple assurant le retour à la masse, les conducteurs 72, 73, 74 sont associés à trois lampes 61, 62, 63 ; les pistes 58, 59, 60 sont disposées de sorte que lorsque la piste 12 alimente la piste 59, la lampe 62 s'allume, comme montré figure 8, et indique que la pression de gonflage est la bonne, la lampe 62 pouvant être par exemple de couleur verte ; lorsque la piste 12 alimente la piste 58 ou la piste 60, la lampe 61 ou la lampe 63 s'allume en indiquant respectivement un pneu surgonflé ou sous gonflé, les lampes 61 et 63 étant par exemple de couleur rouge. The conductor 75 for example ensuring the return to ground, the conductors 72, 73, 74 are associated with three lamps 61, 62, 63; tracks 58, 59, 60 are arranged so that when track 12 feeds track 59, the lamp 62 lights up, as shown in FIG. 8, and indicates that the inflation pressure is correct, the lamp 62 being able to be example of green color; when the track 12 feeds the track 58 or the track 60, the lamp 61 or the lamp 63 comes on, indicating respectively an over-inflated or under-inflated tire, the lamps 61 and 63 being for example of red color.
L'aiguille 13 et le transmetteur 14 peuvent avoir des applications multiples et variées. The needle 13 and the transmitter 14 can have multiple and varied applications.
C'est ainsi que, selon l'invention également, les informations données par l'aiguille 13 relatives à la hauteur radiale du pneumatique 2 peuvent être utilisées pour le pilotage de la suspension du véhicule automobile, dans le cadre d'une suspension dite active ou intelligente ; pour affiner la précision des informations, et/ou le nombre de celles-ci, plusieurs traces 8, décalées axialement et circonférentiellement, peuvent être prévues en regard de la trace 7 ; ces différentes traces sont associées à autant de pistes sur le disque 20 du transmetteur et de portions cylindriques sur le galet du transmetteur; plusieurs aiguilles peuvent être prévues, disposées circonférentiellement, par exemple quatre à quatre-vingt dix degrés l'une de l'autre ; les informations des aiguilles des quatre roues, analysées par un microprocesseur, donnent à tout instant une image de l'assiette du véhicule, information importante pour le pilotage de la suspension, voir du freinage du véhicule. Thus, according to the invention also, the information given by the needle 13 relating to the radial height of the tire 2 can be used for controlling the suspension of the motor vehicle, in the context of a so-called active suspension. or intelligent; to refine the accuracy of the information, and / or the number thereof, several traces 8, offset axially and circumferentially, can be provided opposite the trace 7; these different traces are associated with as many tracks on the disc 20 of the transmitter and cylindrical portions on the roller of the transmitter; several needles can be provided, arranged circumferentially, for example four to ninety degrees from one another; the information on the hands of the four wheels, analyzed by a microprocessor, gives an image of the attitude of the vehicle at all times, important information for controlling the suspension, or even braking of the vehicle.
La figure 9 montre une variante d'implantations d'aiguilles permettant la mesure de la déformation latérale du pneumatique. Deux aiguilles 13 décalées axialement, selon l'axe de la roue, sont montées dans la jante 103B recevant le pneumatique 102 ; la différence de longueur des aiguilles déployées donne une mesure de la déformation du pneumatique selon l'axe de la roue. FIG. 9 shows a variant of implantations of needles allowing the measurement of the lateral deformation of the tire. Two needles 13 axially offset, along the axis of the wheel, are mounted in the rim 103B receiving the tire 102; the difference in length of the needles deployed gives a measure of the deformation of the tire along the axis of the wheel.
La bande de roulement 39 étant amenée à se déplacer par rapport à la jante 3B, l'extrémité de l'aiguille 13 peut se déplacer par rapport à la bande 39 ; dès lors l'extrémité de la partie 10 de l'aiguille porte un patin 11, de forme semi-sphérique ; en variante, elle porte également une bille sertie avec jeu à l'extrémité de la partie 10 : des informations complémentaires peuvent dès lors être saisies en relevant les déplacements en tout sens de cette bille sur la bande 39, à la manière de la bille d'une souris de commande d'un microordinateur. The tread 39 being caused to move relative to the rim 3B, the end of the needle 13 can move relative to the band 39; therefore the end of the part 10 of the needle carries a shoe 11, of semi-spherical shape; as a variant, it also carries a ball crimped with play at the end of the part 10: additional information can therefore be entered by noting the displacements in any direction of this ball on the band 39, in the manner of the ball d 'a microcomputer control mouse.
La mesure fine et permanente de la déformation du pneumatique permet un pilotage de la suspension quelles que soient les circonstances; on sait, par exemple, qu'un véhicule automobile, en roulage, est soumis à des transferts de masse importants, lors de virages, freinages ou accélérations, par exemple, mais que, également des dénivellations, ou obstacles, sur la route conduisent à des variations de l'assiette du véhicule ; bien sûr, ces manifestations ne doivent pas être traitées de la même façon ; le capteur selon l'invention permet de les distinguer; en effet, le véhicule étant équipé sur chaque roue d'un élément amortisseur à longueur commandée, l'indication de l'aiguille est utilisée pour faire varier la longueur de l'élément amortisseur lorsque l'aiguille indique un écrasement du pneumatique, la longueur de l'amortisseur est diminuée ; si, suite à cette diminution, l'aiguille n 'indique pas un retour vers la normale du pneumatique, alors la longueur de l'amortisseur est augmentée; lorsque l'aiguille indique une diminution de l'écrasement du pneumatique d'une roue, la longueur de l'amortisseur est augmentée ; si, suite à cette augmentation, l'aiguille n'indique pas un retour vers la normale du pneumatique, alors la longueur de l'amortisseur de la roue opposée est augmentée; on entend pas roue opposée, soit la roue d'un même essieu, soit la roue d'un autre essieu : ceci permet de tenir compte de la nature des transferts (longitudinaux ou transversaux), tels qu'ils ont été lus par le capteur selon l'invention. The fine and permanent measurement of the tire deformation allows the suspension to be controlled whatever the circumstances; we know, for example, that a motor vehicle, when driving, is subject to significant mass transfers, during turns, braking or accelerations, for example, but that also unevennesses, or obstacles, on the road lead to variations in the attitude of the vehicle; of course, these manifestations should not be treated in the same way; the sensor according to the invention makes it possible to distinguish them; in fact, the vehicle being equipped on each wheel with a damping element of controlled length, the indication of the needle is used to vary the length of the damping element when the needle indicates a crushing of the tire, the length of the shock absorber is decreased; if, following this reduction, the needle does not indicate a return to normal of the tire, then the length of the shock absorber is increased; when the needle indicates a reduction in the crushing of the tire of a wheel, the length of the shock absorber is increased; if, following this increase, the needle does not indicate a return to normal of the tire, then the length of the shock absorber of the opposite wheel is increased; we do not mean opposite wheel, either the wheel of the same axle or the wheel of another axle: this allows us to take into account the nature of the transfers (longitudinal or transverse), as they were read by the sensor according to the invention.
Claims (24)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9211383A FR2692980A1 (en) | 1992-06-24 | 1992-09-24 | Sensor measuring position of tyre relative to wheel rim |
| FR9215303A FR2692845A1 (en) | 1992-06-24 | 1992-12-18 | Sensor measuring position of tyre relative to wheel rim |
| AU43340/93A AU4334093A (en) | 1992-06-24 | 1993-06-24 | Position sensor and uses thereof |
| PCT/FR1993/000631 WO1994000306A1 (en) | 1992-06-24 | 1993-06-24 | Position sensor and uses thereof |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9207755A FR2694241A1 (en) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | Sensor measuring position of tyre relative to wheel rim |
| FR9209703A FR2705813A1 (en) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | Information transmission method and needle-bearing device for applying such a method |
| FR9211383A FR2692980A1 (en) | 1992-06-24 | 1992-09-24 | Sensor measuring position of tyre relative to wheel rim |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2692980A1 true FR2692980A1 (en) | 1993-12-31 |
Family
ID=27252629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9211383A Withdrawn FR2692980A1 (en) | 1992-06-24 | 1992-09-24 | Sensor measuring position of tyre relative to wheel rim |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2692980A1 (en) |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |