FR2872087A1 - Ensemble monte d'une roue et d'un pneumatique, comprenant des moyens de surveillance de la pression regnant a l'interieur du pneumatique, systeme comprenant un tel ensemble - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un ensemble monté (12) d'une roue (13) et d'un pneumatique (14), comprenant :- un capteur de pression (18) en communication fluidique avec l'intérieur du pneumatique (14), apte à fournir une mesure de la pression régnant à l'intérieur du pneumatique (14),- des moyens (20) d'émission de la mesure de pression vers un calculateur (16) embarqué sur un véhicule (10),- une voie (39) de communication fluidique entre l'intérieur du pneumatique (14) et un raccord (40) agencé de manière à pouvoir se connecter à un circuit (38) de gonflage et de dégonflage embarqué sur le véhicule (10), et- des moyens (34) de réception d'un signal (I) hertzien de déclenchement, porteur d'une information de déclenchement des moyens d'émission (20).L'invention concerne également un système comprenant un tel ensemble.
Description
La présente invention concerne un ensemble monté d'une roue et d'un
pneumatique et un système comprenant un tel ensemble.
Plus précisément, l'invention concerne un ensemble monté d'une roue et d'un pneumatique, du type comprenant: un capteur de pression en communication fluidique avec l'intérieur du pneumatique, apte à fournir une mesure de la pression régnant à l'intérieur du pneumatique, des moyens d'émission de la mesure de pression vers un calculateur embarqué sur un véhicule, et une voie de communication fluidique entre l'intérieur du pneumatique et un raccord agencé de manière à pouvoir se connecter à un circuit de gonflage et de dégonflage embarqué sur le véhicule.
Certains constructeurs de véhicules automobiles, poids lourds, militaires.
équipent les véhicules de systèmes de régulation de la pression des pneumatiques. Ces systèmes de régulation comprennent classiquement des moyens de mesure de la pression de chacun des pneumatiques et des moyens de gonflage et de dégonflage de chaque pneumatique...DTD: Le système de régulation d'un véhicule surveille la pression des pneumatiques et ajuste cette pression autour d'une pression optimale de fonctionnement. Un tel système contribue efficacement à optimiser les performances du véhicule notamment en améliorant le confort des occupants, l'adhérence par exemple sur sol mouillé, la traction sur sol meuble, le comportement, la consommation, ainsi que la sécurité ; la durée de vie des pneumatiques peut aussi être notablement augmentée.
La mesure de pression d'un pneumatique est classiquement réalisée au moyen d'un capteur de pression intégré à une valve de roue. Les mesures de pression d'un pneumatique sont généralement interprétées par un calculateur du véhicule.
Afin de permettre la transmission des mesures de pression depuis le pneumatique vers le calculateur du véhicule, on utilise avantageusement une transmission par voie hertzienne. Pour cela, le capteur de pression embarqué sur le pneumatique est couplé à des moyens d'émission par voie hertzienne de la mesure de pression.
Pour assurer le gonflage ou le dégonflage du pneumatique, chaque ensemble monté d'une roue et d'un pneumatique comprend une voie de communication fluidique entre l'intérieur du pneumatique et un raccord agencé de manière à pouvoir se connecter à un circuit de gonflage et de dégonflage embarqué sur le véhicule. De cette manière, il est possible d'agir sur la pression d'un pneumatique même quand le pneumatique est en mouvement.
Comme l'ensemble composé du capteur de pression et des moyens d'émission n'est pas relié au calculateur par des liaisons filaires, l'alimentation électrique de cet ensemble est une alimentation autonome réalisée classiquement au moyen d'une pile.
L'ensemble précité émet à intervalles réguliers, par exemple toutes les minutes, des mesures de pression du pneumatique. Dans ce qui suit, on entend par fréquence d'émission la fréquence définie par ces intervalles. Ces mesures de pression permettent de contrôler, lors du roulage, que les pneumatiques sont correctement gonflés et qu'ils n'ont pas de fuite d'air.
Les mesures de pression sont également utilisées lors du gonflage ou du dégonflage du pneumatique pour stopper l'action de gonflage ou de dégonflage lorsque la pression du pneumatique conseillée par les constructeurs est atteinte. Dans ce cas, il est préférable que la fréquence d'émission de la mesure de la pression soit élevée pour que la pression de consigne ne soit pas dépassée.
Il existe d'autres modes d'utilisation de la mesure de pression utilisant chacun une fréquence d'émission propre.
Pour que le système de mesure de pression soit utilisable dans tous les modes d'utilisations possibles, la fréquence d'émission de la mesure de pression doit être au moins égale à la fréquence nécessaire la plus grande.
Cependant, une fréquence d'émission élevée sollicite considérablement la pile du capteur de pression, qui se décharge rapidement.
De plus, il peut arriver que le calculateur ait soudain besoin d'une mesure de la pression du pneumatique, par exemple lorsqu'une fuite ou une crevaison a été détectée. Dans le cas d'un ensemble monté de l'état de la technique, le calculateur doit attendre que la mesure de pression soit émise spontanément par le capteur de pression. Il peut donc s'écouler un temps non négligeable entre le besoin et la réception de la mesure de pression.
La présente invention propose un ensemble monté d'une roue et d'un pneumatique du type précité, qui permette d'éviter ces inconvénients.
A cet effet, l'invention a pour objet un ensemble monté d'une roue et d'un pneumatique, comprenant: un capteur de pression en communication fluidique avec l'intérieur du pneumatique, apte à fournir une mesure de la pression régnant à l'intérieur du pneumatique, des moyens d'émission de la mesure de pression vers un calculateur embarqué sur un véhicule, et une voie de communication fluidique entre l'intérieur du pneumatique et un raccord agencé de manière à pouvoir se connecter à un circuit de gonflage et de dégonflage embarqué sur le véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de réception d'un signal hertzien de déclenchement, porteur d'une information de déclenchement des moyens d'émission.
L'émission de la mesure de pression d'un ensemble monté selon l'invention est contrôlable par un calculateur d'un véhicule muni de l'ensemble monté. En particulier, le calculateur peut commander une augmentation de la fréquence d'émission de la mesure de pression lors d'une phase de gonflage ou de dégonflage du pneumatique, de manière à atteindre rapidement et sans la dépasser la valeur de pression préconisée par les constructeurs.
L'utilisation d'un ensemble monté selon l'invention permet donc de réduire la consommation de la pile du capteur de pression.
Grâce à un ensemble monté selon l'invention, un utilisateur peut en outre connaître la pression du pneumatique sans avoir à attendre l'émission automatique du capteur de pression, sur simple commande du calculateur. En particulier, il est intéressant de vérifier la pression des pneumatiques d'un véhicule dès son démarrage.
De façon optionnelle, la voie de communication fluidique comprend un roulement à passage d'air.
Selon un mode de réalisation particulier, la voie de communication fluidique comprend une vanne de roue.
Une vanne de roue est une vanne permettant une communication fluidique bidirectionnelle, dont l'ouverture ou la fermeture est commandée par une différence de pression entre la pression en amont et la pression en aval de la vanne. En particulier, lorsque la pression régnant à l'intérieur du pneumatique est très supérieure à la pression régnant dans le circuit de gonflage et de dégonflage, la vanne de roue est fermée.
Un ensemble monté d'une roue et d'un pneumatique muni d'une telle vanne de roue peut donc être déconnecté du circuit de gonflage et de dégonflage sans pour autant que le pneumatique ne se dégonfle, ce qui est souhaitable en cas de changement de roue.
En outre, l'utilisation conjointe d'une vanne de roue et d'un roulement à passage d'air permet de résoudre les éventuels problèmes liés à des fuites d'air du roulement à passage d'air puisque ce dernier n'est plus constamment sous pression. Comme le roulement à passage d'air est à pression atmosphérique, sa durée de vie est notablement augmentée.
De façon optionnelle, la vanne de roue comprend des moyens amovibles d'obturation de la voie de communication fluidique et des moyens de rappel en position fermée des moyens d'obturation, les moyens de rappel étant dimensionnés de manière que les moyens d'obturation sont en position fermée lorsque la pression régnant à l'intérieur du pneumatique est inférieure à une pression prédéterminée. Ces moyens de rappel, qui comprennent par exemple un ressort, évitent qu'une erreur de manipulation n'entraîne un dégonflage total du pneumatique.
L'invention a également pour objet un système comprenant: au moins un ensemble monté selon l'invention, des moyens de gonflage et de dégonflage du pneumatique de l'ensemble monté, destinés à être embarqués sur le véhicule, et des moyens d'émission du signal hertzien de déclenchement.
De façon optionnelle, les moyens de gonflage et de dégonflage du système selon l'invention comprennent: un compresseur, un circuit de gonflage et de dégonflage reliant le compresseur au raccord, de manière à assurer une communication fluidique entre le compresseur et l'intérieur du pneumatique, et une électrovanne commandée par le calculateur, intercalée dans le circuit de gonflage et de dégonflage.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple, faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est un schéma de l'avant d'une voiture vue du dessus munie d'ensembles montés selon un premier mode de réalisation de l'invention, la figure 2 est un schéma détaillé d'un ensemble monté selon un second mode de réalisation de l'invention, et la figure 3 est un schéma détaillé d'une vanne de roue de l'ensemble de la figure 2.
La voiture 10 représentée sur la figure 1 comprend quatre ensembles montés 12 d'une roue 13 et d'un pneumatique 14 dont seuls les ensembles montés 12 avant-gauche et avant-droit sont représentés.
La voiture 10 comprend un calculateur 16 multifonction utilisé par exemple par un dispositif d'antipatinage ou d'antiblocage des roues.
Chaque ensemble monté 12 comprend un capteur de pression 18 en communication fluidique avec l'intérieur du pneumatique 14, apte à fournir une mesure de la pression régnant à l'intérieur du pneumatique. Le capteur de pression 18 est classiquement intégré à une valve de gonflage de roue.
Le capteur de pression 18 est relié à des moyens d'émission 20 par voie hertzienne logés dans le pneumatique et comprenant un émetteur de roue 22 et une antenne 24 émettrice de roue. Les moyens d'émission 20 par voie hertzienne sont destinés à émettre un signal hertzien S porteur d'une valeur de pression mesurée par le capteur de pression 18 vers le calculateur 16.
Le calculateur 16 comprend une antenne de réception 26 des signaux hertziens S provenant des quatre émetteurs de roue 22.
Les moyens d'émission 20 sont activables par des moyens de déclenchement 28, commandés par le calculateur 16. Les moyens de déclenchement sont également appelés initiateurs 28.
Chaque initiateur 28 comprend un émetteur d'initiateur 30 par voie hertzienne et une antenne d'initiateur 32. L'émetteur d'initiateur 30 par voie hertzienne est relié au calculateur 16 au moyen de câbles électriques 33.
L'initiateur 28 est destiné à émettre un signal hertzien I de déclenchement, appelé aussi signal d'initiation, porteur d'une information de déclenchement des moyens d'émission 20. Ce signal d'initiation I est un signal basse fréquence.
Comme chaque initiateur 28 est relatif à un pneumatique donné, il est avantageux qu'il soit placé à proximité du pneumatique correspondant. Par exemple, l'initiateur 28 peut être porté par un passage de roue.
L'émetteur de roue par voie hertzienne 22 est relié à une antenne 34 de roue réceptrice du signal hertzien I d'initiation. L'antenne réceptrice 34 peut être confondue avec l'antenne émettrice 24.
De manière optionnelle, les moyens d'émission 20 portés par la roue sont reliés à un capteur de température ou à des moyens d'identification du pneumatique de manière que le signal hertzien S porteur d'une valeur de pression du pneumatique soit également porteur de la température du pneumatique mesurée par le capteur de température et/ou d'un identifiant du pneumatique.
La voiture 10 comprend un compresseur 35 embarqué, muni d'un canal 36 de communication fluidique avec l'air extérieur, commandé par le calculateur 16 par l'intermédiaire d'un câble électrique 37. Le compresseur 35 est destiné à assurer le gonflage ou le dégonflage des pneumatiques 14 des ensembles montés 12. Il est pour cela relié à chaque pneumatique 14 par l'intermédiaire d'un circuit 38 de gonflage et de dégonflage, également appelé circuit 38 de gonflage, de manière à assurer une communication fluidique entre le compresseur 35 et l'intérieur de chaque pneumatique 14.
Chaque ensemble monté 12 comprend une voie 39 de communication fluidique entre l'intérieur du pneumatique 14 et un raccord 40 agencé de manière à pouvoir se connecter au circuit 38 de gonflage. La voie 39 de communication fluidique comprend un roulement 41 à passage d'air. Le roulement 41 à passage d'air permet de faire passer de l'air entre l'intérieur du pneumatique 14, qui est en rotation et l'intérieur du circuit 38 de gonflage, qui est fixé au châssis du véhicule.
Chaque circuit 38 de gonflage comprend une électrovanne 42 commandée par le calculateur 16 par l'intermédiaire d'un câble 43. Lorsque l'électrovanne 42 est au repos, le circuit 38 de gonflage n'assure plus la communication fluidique entre le compresseur 35 et l'intérieur de chaque pneumatique.
Selon un second mode de réalisation de l'ensemble monté, représenté sur la figure 2, la voie 39 de communication fluidique comprend en outre une vanne de roue 44 intercalée dans la voie 39 de communication fluidique entre le pneumatique et le roulement à passage d'air.
La vanne de roue 44 est représentée plus en détail sur la figure 3. Elle comprend une membrane 46 séparant la vanne 44 en des première 48 et seconde 50 cavités.
La première cavité 48 forme une partie de la voie de communication fluidique 39. La voie de communication fluidique 39 comprend un canal amont 52 d'accès à la première cavité 48 et un canal aval 54 d'accès à la première cavité 48.
La vanne de roue 44 comprend, dans la première cavité 48, des moyens 56 amovibles d'obturation de la voie de communication fluidique 39 portés par la membrane 46. Ces moyens d'obturation 56 comprennent un joint 58 d'obturation du canal aval 54.
La vanne de roue 44 comprend, dans la seconde cavité 50, des moyens 60 de rappel, constitués par un ressort 60, en position fermée des moyens d'obturation 56.
On va décrire maintenant la manière dont les différents éléments définis ci-dessus coopèrent entre eux lors d'un gonflage, puis d'un dégonflage d'un pneumatique d'un ensemble monté selon le premier mode de réalisation.
Considérons d'abord le cas où un utilisateur de la voiture 10 commande au calculateur 16, par l'intermédiaire d'une interface homme-machine (nonreprésentée), le gonflage d'un pneumatique 14 jusqu'à une première pression cible prédéterminée.
Dans ce cas, pour augmenter la précision du gonflage, le calculateur 16 augmente la fréquence d'émission des mesures de pression. Il commande donc à l'initiateur 28 du pneumatique 14 concerné d'émettre fréquemment un signal d'initiation I basse fréquence.
A la réception d'un signal d'initiation I, les moyens d'émission 20 émettent un signal hertzien S porteur d'une valeur de pression mesurée par le capteur de pression 18 vers l'antenne de réception 26 du calculateur 16.
Pour gonfler le pneumatique, le calculateur actionne le compresseur 35 qui envoie de l'air dans le circuit 38 de gonflage en direction du pneumatique 14. Simultanément à l'action sur le compresseur 35, le calculateur actionne l'électrovanne 42 du pneumatique concerné pour que l'air puisse circuler dans le circuit 38 de gonflage depuis l'extérieur vers l'intérieur du pneumatique.
Grâce à la connaissance fréquente des valeurs de pression, le calculateur peut suivre avec précision et en temps réel l'augmentation de la pression du pneumatique.
Dès que la première pression cible est atteinte, le calculateur ferme l'électrovanne 42 et stoppe le compresseur 35.
Considérons le cas où l'utilisateur souhaite dégonfler le pneumatique 14 jusqu'à une seconde pression cible prédéterminée. Dans ce cas, le calculateur 16 n'actionne que l'électrovanne 42 et pas le compresseur 35, ce qui a pour effet de laisser s'échapper vers l'extérieur l'air contenu dans le pneumatique, par l'intermédiaire du canal 36 de communication fluidique avec l'air extérieur.
Comme précédemment, le calculateur 16 bénéficie de la connaissance précise et presque en temps réel de la pression régnant dans le pneumatique, grâce à l'action des initiateurs 28 qui déclenchent les moyens d'émission 20 de manière suffisamment fréquente pour surveiller le non dépassement de la valeur de consigne.
Dans un mode de fonctionnement particulier, la fréquence de déclenchement est d'autant plus grande que la pression réelle est proche de la pression cible.
Bien entendu, il est possible de réguler la pression de plusieurs pneumatiques 14. Le calculateur 16 n'actionne alors que les initiateurs 28 et les électrovannes 42 des pneumatiques 14 concernés.
Considérons maintenant le cas d'une voiture 10 équipée d'un ensemble monté 12 selon le second mode de réalisation précédemment décrit. Le fonctionnement des initiateurs 28 est inchangé par rapport au premier mode de réalisation, seuls les moyens permettant le gonflage ou le dégonflage du pneumatique diffèrent.
Pour gonfler le pneumatique jusqu'à une première pression cible, le calculateur actionne le compresseur 35 qui envoie de l'air dans le circuit 38 de gonflage en direction du pneumatique 14. Simultanément à l'action sur le compresseur, le calculateur actionne l'électrovanne 42 du pneumatique concerné pour que l'air puisse circuler dans le circuit 38 de gonflage vers l'intérieur du pneumatique.
L'air pénètre alors dans la première cavité 48 de la vanne de roue 44 au travers du canal amont 52. Lorsque la pression régnant dans la première cavité 48 devient suffisante pour exercer sur la membrane 46 une force supérieure à celle exercée par le ressort 60, le ressort se comprime et le joint 58 se déplace jusqu'à libérer le canal aval 54.
Si la pression imposée par le compresseur 35 est supérieure à la pression régnant dans le pneumatique, de l'air est transféré dans la voie 39 de communication fluidique vers le pneumatique ce qui à pour effet de le gonfler.
Dès que la première pression cible est atteinte, le calculateur stoppe le compresseur 35 et ferme l'électrovanne 42. Un canal d'échappement non représenté permet alors de mettre à pression atmosphérique à la fois le roulement à passage d'air 41, le canal amont 52 et par conséquent la première cavité 48. La pression régnant dans la première cavité est alors insuffisante pour résister à la pression imposée par le ressort 60. La membrane 46 se déplace donc jusqu'à ce que le joint 58 obture la voie 39 de communication fluidique.
Considérons le cas où l'utilisateur souhaite dégonfler le pneumatique 14 jusqu'à une seconde pression cible prédéterminée. Dans ce cas, le calculateur 16 actionne l'électrovanne 42 et le compresseur 35 comme lors d'un gonflage de manière à dégager le joint 58 du canal aval 54.
Lorsque la voie 39 de communication fluidique est ouverte, le compresseur est arrêté, et le calculateur contrôle l'ouverture de l'électrovanne 42 de manière à contrôler le débit de l'air s'échappant du pneumatique.
Grâce à ce contrôle du débit, la pression régnant dans la première cavité est suffisante pour maintenir le joint en position ouverte, et la pression régnant dans le pneumatique est supérieure à la pression régnant dans le canal amont 52 de manière à générer un flux d'air sortant du pneumatique.
Lorsque la seconde pression cible est atteinte, on procède de la même façon que lors du gonflage pour obturer la voie 39 de communication fluidique.
En jouant sur la résistance du ressort 60, on peut contrôler la pression minimum régnant dans le pneumatique en dessous de laquelle le joint 58 obture la voie 39 de communication fluidique.
Claims (7)
1. Ensemble monté (12) d'une roue (13) et d'un pneumatique (14), comprenant: un capteur de pression (18) en communication fluidique avec l'intérieur du pneumatique (14), apte à fournir une mesure de la pression régnant à l'intérieur du pneumatique (14), des moyens (20) d'émission de la mesure de pression vers un calculateur (16) embarqué sur un véhicule (10), et une voie (39) de communication fluidique entre l'intérieur du pneumatique (14) 10 et un raccord (40) agencé de manière à pouvoir se connecter à un circuit (38) de gonflage et de dégonflage embarqué sur le véhicule (10), caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (34) de réception d'un signal (I) hertzien de déclenchement, porteur d'une information de déclenchement des moyens d'émission (20).
2. Ensemble monté (12) selon la revendication 1, dans lequel la voie (39) de communication fluidique comprend un roulement (41) à passage d'air.
3. Ensemble monté (12) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la voie (39) de communication fluidique comprend une vanne de roue.
4. Ensemble monté (12) selon la revendication 3, dans lequel la vanne de roue comprend des moyens amovibles d'obturation de la voie de communication fluidique et des moyens de rappel en position fermée des moyens d'obturation, les moyens de rappel étant dimensionnés de manière que les moyens d'obturation sont en position fermée lorsque la pression régnant à l'intérieur du pneumatique est inférieure à une pression prédéterminée.
25..
5. Ensemble monté (12) selon la revendication 4, dans lequel les moyens de rappel comprennent un ressort.
6. Système comprenant: au moins un ensemble monté (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, des moyens (36, 38, 42) de gonflage et de dégonflage du pneumatique (14) de l'ensemble monté (12), destinés à être embarqués sur le véhicule (10), des moyens (28) d'émission du signal (I) hertzien de déclenchement.
7. Système selon la revendication 6, dans lequel les moyens (36, 38, 42) de gonflage et de dégonflage comprennent: un compresseur (36), un circuit (38) de gonflage et de dégonflage reliant le compresseur (36) au raccord (41), de manière à assurer une communication fluidique entre le compresseur (36) et l'intérieur du pneumatique (14), et une électrovanne (42) commandée par le calculateur (16) du véhicule (10) , intercalée dans le circuit (38) de gonflage et de dégonflage.
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|---|---|
| FR2872087B1 (fr) | 2008-02-15 |
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