WO2003064188A1 - Procede et systemes de mesure du degre d'usure d'un pneumatique - Google Patents

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WO2003064188A1
WO2003064188A1 PCT/EP2003/000888 EP0300888W WO03064188A1 WO 2003064188 A1 WO2003064188 A1 WO 2003064188A1 EP 0300888 W EP0300888 W EP 0300888W WO 03064188 A1 WO03064188 A1 WO 03064188A1
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WO
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circuit
coil
tread
wear
reaching
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PCT/EP2003/000888
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English (en)
Inventor
Michel Robert
Original Assignee
Societe De Technologie Michelin
Michelin Recherche Et Technique S.A.
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Classifications

    • 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
    • B60C11/00—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/24—Wear-indicating arrangements
    • 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
    • B60C11/00—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/24—Wear-indicating arrangements
    • B60C11/243—Tread wear sensors, e.g. electronic sensors

Definitions

  • the present invention relates to a method for detecting the reaching of one or more predetermined thresholds of wear of a tire casing when stopped or in running, a detection unit intended to be incorporated in such a casing for the implementation of this method, an element of a tread for such a tire covering comprising this housing, a tire covering tread provided with this housing and a tire covering comprising this tread.
  • the invention also relates to a system for implementing this method comprising this box, a mounted assembly for a motor vehicle and such a vehicle comprising this system.
  • German patent document DE-A-197 45 734 relates to a wear detector of a tire that forms part of said tire (see Figs. 2 and 3 of this document). More specifically, in the mass of a casing sculpting bar are provided metal wires forming electrically conductive loops which extend at different heights from the top of the bar and which are connected to a detection circuit contained in the tread of said envelope, radially below said bar.
  • said detection circuit When driving a vehicle fitted with this tire casing, these loops are cut successively due to the wear of said bar, so that they form open switches, and the detection circuit delivers a signal representative of these cuts to an evaluation unit present in the vehicle.
  • said detection circuit may include electrically active components in the mass of said envelope.
  • An object of the present invention is to propose a method for detecting one or more predetermined wear thresholds of a tire covering comprising tread elements, which makes it possible to remedy this drawback.
  • the detection method according to the invention comprises the assignment, to a discrete impedance variable representative of the impedance of a passive tuned circuit contained in at least one of said sculpture elements, of a discrete wear variable representative of the wear of said element.
  • this method comprises the measurement of resonance frequencies of said tuned circuit which are respectively representative of values of said impedance variable, and the comparison of each of these measured frequencies with one or more resonance frequencies of reference which are each representative of a wear of said element below at least one of said thresholds.
  • said tuned circuit comprises a coil and n (n> 1) capacitor (s) mounted in shunt across said coil, said impedance variable being a function of the inductance of said coil or of the capacitance of said capacitor (s), said inductance (first case) or said capacitance (second case) being designed to vary in a discreet manner when reaching said or each wear threshold.
  • this method is such that a discrete increase in said inductance is representative of reaching said or one of said wear thresholds, this achievement being then measured by a discreet decrease in said resonant frequency.
  • said tread elements being intended to be in contact with a running surface by means of their respective external faces, this method is such that said coil is provided with one or more conductive lines of short -circuit each comprising a vertex which is contained inside said sculpture element and which is directed towards said external face of the latter, the vertices being located at different heights in the radial direction of said envelope, said or one said wear thresholds being reached when said outer face has severed the top of said or one of said lines.
  • this method is such that a discreet decrease in said capacity is representative of the reaching of said or one of said wear thresholds, this achievement being then measured by a discreet increase in said resonant frequency.
  • said tread elements being intended to be in contact with a running surface by means of their respective external faces, this process is such that said capacitor (s) are provided with one or more conductive branches bypass each comprising a vertex which is contained inside said sculpture element and which is directed towards said external face of the latter, two adjacent capacitors being connected to one another via one or more of these branches, the apexes respectively relating to pairs of adjacent capacitors situated at different heights in the radial direction of said envelope, said or one of said wear thresholds being reached when said external face has severed the apex of said one or more one of said branches.
  • said impedance variable is measured over all or part of the width of said envelope (i.e. axial dimension thereof).
  • this method according to the invention makes it possible to detect in an indirect manner the sectioning of said one or more short-circuit lines or branch branches by measuring resonant frequencies, by providing only electrically passive components in the tire cover.
  • vertex is understood to mean the portion of said or each short-circuit line or branch branch which is closest to the external face of the corresponding sculpture element, in the radial direction of the envelope.
  • said or each short-circuit line or branch branch substantially forms an inverted "U"
  • the core (which may be straight or curved, for example) forms the aforementioned vertex and is contained inside one of said sculpting elements in such a way that said core or its tangent is practically parallel to said external face of said element.
  • said or each short-circuit line or branch branch substantially forms an inverted "V", the apex of which is therefore practically punctual.
  • Another object of the invention is to provide a detection unit intended to be incorporated into a tire, for the implementation of said method according to the invention for detecting the reaching of one or more predetermined wear thresholds .
  • a box according to the invention contains a passive electric circuit which is covered by a rubber composition which can be used in the tread of said envelope and which comprises a coil printed on a substrate and n (n> 1) capacitors) mounted (s) in bypass across said coil, and in that:
  • said coil in a first case, is provided with one or more short-circuit lines each comprising a vertex which is contained inside said housing, said vertices being located at different heights from said coil, or
  • said one or more capacitors are provided with one or more branch branches each having an apex which is contained inside said housing, two adjacent capacitors being interconnected by means of one or more of these branches, the vertices respectively relating to pairs of adjacent capacitors being situated at different heights from said capacitors.
  • said coil is provided with a single short-circuit line connecting a terminal of said coil to a turn thereof.
  • said coil is provided with m (m> 2) short-circuit lines connecting a same terminal of said coil to m turns thereof, the respective heights of said vertices of lines from said coil decreasing in the direction of the turns approaching said terminal.
  • said passive circuit comprises two capacitors which are mounted in shunt at the terminals of said coil and which are connected together by said branch branch or by a pair of such branches whose or the respective peaks occupy a single height from said capacitors, for the detection of a single wear threshold of said sculpture element containing said one or more peaks.
  • said passive circuit comprises at least three capacitors which are mounted in shunt at the terminals of said coil and which are linked in pairs between them by said branch branch or by a pair of such branches, such that said circuit comprises at least two branches, the respective vertices of which occupy different heights from said capacitors for the detection of at least one intermediate wear threshold of said sculpture element containing said vertices.
  • Another object of the invention is to provide a tread element for a tire casing intended to be attached to the tread of said casing, for the implementation of the aforementioned method according to the invention.
  • a sculpture element is such that it comprises a detection unit as defined above, said sculpture element comprising a base intended to be secured to said tread, an external face intended to be in contact with a road surface and said passive electrical circuit between said base and said external face, the top of said or each short-circuit line or branch branch being adjacent to said external face and being set back from the latter .
  • tread element in the present description any element in relief which is intended to be in contact at one time or another with the rolling ground following its incorporation into the tread, ie from the start of rolling , or after the wear of this element has started.
  • This element can thus consist of a loaf, for example of substantially parallelepiped or cylindrical shape, or of a "rib” or circumferential rib of variable cross section (ie extends over all or part of the circumference of the strip of rolling).
  • the tread element according to the invention can advantageously consist of a "wear indicator", for example in the form of a loaf or a rib of height substantially less than that of the tread patterns, which are intended to be in contact with the road surface from the start of taxiing.
  • a "wear indicator" for example in the form of a loaf or a rib of height substantially less than that of the tread patterns, which are intended to be in contact with the road surface from the start of taxiing.
  • Another object of the invention is to propose a tread for a tire casing and such a casing, for the implementation of said method according to the invention for detecting the reaching of one or more thresholds of wear.
  • a tread according to the invention is such that it comprises at least one tread element such as that mentioned above, and a tire casing according to the invention is such that it includes said tread.
  • a tire covering according to the invention may not include said housing according to the invention, but only said passive electrical circuit according to the invention which would then be devoid of said rubber composition which coats this electrical circuit to form said housing.
  • the tread according to the invention further comprises a conductive short-circuit loop which is substantially parallel to the external face of said tread and which interconnects the terminals of said tuned circuit, for measuring the wear over all or part of the width of the tread when sectioning said loop by said external face due to wear.
  • a tire casing for the implementation of said wear detection method comprises a carcass reinforcement which is radially surmounted by a crown reinforcement and which is extended laterally by sidewalls , a tread comprising sculpture elements radially surmounting the crown reinforcement.
  • This envelope comprises said detection unit according to the invention, this housing being substantially in the form of a pushpin whose head is secured to a radially internal face of said envelope facing one of said sculpture elements, and the tip of which contains said or said short-circuit lines or branch branches and extends radially through said casing from said radially internal face and up to the interior of said sculpture element.
  • Another object of the invention is to propose a mounted assembly for a motor vehicle comprising a wheel and a tire casing mounted on said wheel, for the implementation of the aforementioned wear detection method according to the invention.
  • the assembly mounted according to the invention is such that said envelope corresponds to said first or second aspects according to the invention, and that said passive electrical circuit that comprises said envelope is coupled to an active interrogation circuit which is mounted integral with said wheel and which comprises a frequency sweep energy generator and a means for detecting the tuning frequencies between said passive circuit and said interrogation circuit.
  • said interrogation circuit comprises, in addition to said generator, a capacitor, a resistor and a coil coupled to said coil of said passive circuit, and said means for detecting the tuning frequency is then mounted at the terminals of said resistor to measure the voltage at these terminals.
  • said interrogation circuit is mounted on an inflation valve of said wheel (ie an instrumented valve).
  • said interrogation circuit is mounted on a module for measuring the pressure internal to said casing with which said wheel is provided. According to another alternative embodiment of the invention, said interrogation circuit is mounted directly on the wheel rim.
  • said interrogation circuit is provided with transmission means intended to transmit tuning frequency information to a portable central unit or else mounted inside said vehicle, which central unit is intended to inform a user of the reaching of at least a predetermined wear threshold of said envelope.
  • Another object of the invention is to provide a motor vehicle comprising a chassis, mounted assemblies and a suspension device ensuring a flexible connection between said chassis and said assembled assemblies, for the implementation of the aforementioned method of detecting the wear according to the invention.
  • the vehicle according to the invention is such that it is equipped with at least one tire casing according to said first or second aspects according to the invention, and which it comprises on said chassis or on said suspension device an active interrogation circuit to which is coupled said passive electric circuit contained in said envelope, said interrogation circuit comprising a frequency sweep energy generator and a means for detecting the tuning frequencies between said passive circuit and said circuit question.
  • this interrogation circuit further comprises a capacitor, a resistor and a coil coupled to the coil of the passive circuit, and this means for detecting the tuning frequency is mounted at the terminals of this resistance to measure the voltage at these terminals.
  • said interrogation circuit is mounted on a wall of said chassis corresponding to the wheel arch area.
  • said interrogation circuit is mounted on said suspension device, for example on a suspension arm or else on a shock absorber cup forming a stop, on which a shock absorber spring of said arm is supported. suspension.
  • said interrogation circuit is provided with transmission means intended to transmit tuning frequency information to a portable central unit or else mounted inside said vehicle, which unit central is intended to inform a user of the reaching of a predetermined wear threshold of said envelope.
  • Another object of the present invention is to propose a detection system for implementing the method according to the invention for detecting the reaching of one or more predetermined wear thresholds of a tire casing.
  • This system comprises said detection unit according to the invention and an active interrogation circuit to which the passive circuit of the housing is coupled, this interrogation circuit comprising a frequency sweep energy generator and a means of detecting frequencies d agreement between the passive circuit and the interrogation circuit.
  • said interrogation circuit comprises, in addition to this generator, a capacitor, a resistor and a coil coupled to the coil of the passive circuit, and this means for detecting the tuning frequency is then mounted across said resistor for measure the voltage at these terminals.
  • this interrogation circuit is provided with transmission means intended to transmit tuning frequency information to a portable central unit or mounted inside a vehicle and intended to inform a user of the reaching a predetermined envelope wear threshold.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a coil printed on a substrate, which is used to manufacture a tuned circuit forming part of a wear measurement system according to the invention
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of a tuned type circuit
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of an LC type tuned circuit according to another exemplary embodiment of the invention, which is produced from the printed coil of FIG. 1
  • Fig. 4 is a schematic perspective view of the circuit tuned according to the example in FIG. 2 which is covered with a coating composition
  • FIG. 5 is a partially exploded schematic sectional view of a portion of the tire casing according to the invention optionally comprising various tread elements which are instrumented according to different embodiments of the invention and which each comprise a circuit tuned according to the invention
  • FIG. 6 shows simplified electric diagrams of an interrogation circuit and of a tuned circuit according to the invention coupled electromagnetically, in the wear measurement system according to the invention
  • FIG. 7 is a schematic sectional view illustrating two other alternative embodiments of a tuned circuit included in a sculpture element according to the invention
  • FIG. 8 is a front view, schematic and partial, of a suspension device provided with an interrogation circuit according to the invention to which is coupled a tuned circuit included in the adjacent casing to measure the wear thereof .
  • Fig. 1 shows a coil 1 comprising terminals la and lb which is printed in a known manner on a flat substrate 2.
  • a tuned circuit 3 of LC type according to an exemplary embodiment of the invention which is obtained from the printed coil 1.
  • This tuned circuit 3 electrically passive, comprises two capacitors 4 and 5 which are mounted in bypass by by means of a pair of branch or branch conductor wires 6 and 7 connecting them together and which are electrically connected to the coil 1.
  • one of the capacitors 4 is connected directly to the terminals 1a, 1b of the coil 1, while the other capacitor 5 is mounted as a branch with respect to said capacitor 4.
  • Each capacitor 4, 5 consists in a known manner of two conductive plates 8 connected together by a dielectric 9.
  • one of the branch wires 6, for example made of copper connects the two capacitors 4 and 5 together (ie on one side of the substrate 2) by forming an inverted "U" loop, the wings 6a and 6b are respectively fixed on the armatures 8 opposite the capacitors 4 and 5 and whose core 6c forming apex is substantially parallel to the plane of the substrate 2.
  • Fig. 3 shows an LC type tuned circuit 10 according to an alternative embodiment of the invention, which is also obtained from the printed coil 1 of FIG. 1.
  • This tuned circuit 10 comprises three capacitors 11, 12 and 13 which are mounted in bypass by means of two pairs of bypass conductor wires 14, 15, 16 connecting them two by two together and which are electrically connected to the coil 1.
  • one of the capacitors 11 is connected directly to the terminals 1a, 1b of the coil 1, while the other two capacitors 12 and 13 are mounted in connection with respect to said capacitor 11.
  • Each capacitor 11, 12, 13 consists of two conductive armatures 17 connected together by a dielectric 18.
  • one of the branch wires 14 interconnects the adjacent capacitors 11 and 12 on one side of them, like the wire 6 in FIG. 2, by forming an inverted “U” loop, the wings 14a and 14b of which are respectively fixed on the armatures 17 opposite the capacitors 11 and 12 and the core 14c of which is substantially parallel to the plane of the substrate 2.
  • another branch wire 15 for example made of copper, connects the adjacent capacitors 12 and 13 to each other by forming an inverted "U" loop whose wings 15a and 15b are respectively fixed on the reinforcements 17 capacitors 12, 13 and whose core 15c is substantially parallel to the plane of the substrate 2.
  • the wings 14a and 14b of the wire 14 have a height different from that of the wings 15a and 15b of the wire 15, which results in the fact that the cores 14c and 15c of the wires 14 and 15, which are substantially parallel to the plane of the substrate 2, are located at different distances from said substrate 2.
  • a housing 19 comprising the tuned circuit 3 of FIG. 2 and a rubber coating composition 20 which covers the circuit 3 on at least one of the faces 2a of the substrate 2.
  • the housing 19 has an external face 19a and it is intended to be incorporated in a tread 21 d a tire cover 22 (see FIG. 5) in order to detect wear information on the tread 21, as will be explained below.
  • the coating composition 20 is identical to that which constitutes the tread 21.
  • the detection unit 19 could likewise include the tuned circuit 10 according to FIG. 3, or any other circuit tuned according to the invention comprising more than two capacitors mounted in shunt and electrically connected to the coil 1.
  • the detection unit 19 has a parallelepiped shape. We will see below that this box 19 can have any geometry adapted to the type of incorporation chosen in the tread 21.
  • Fig. 5 is illustrated by the arrow A a first embodiment of an instrumented trimming element 23 of the tread 21 according to the invention.
  • This instrumented sculpture element 23 has a shape of parallelepipedic “bread” or rib (“rib”), and it is typically delimited by a base 24, an external face 25 intended to evolve on the ground during the rolling of the envelope. 22 and by lateral faces 26 connecting the external face 25 to the base 24. According to the invention, this element 23 comprises the aforementioned detection unit 19.
  • the trimming element 23 thus comprises the tuned circuit 3 or 10 and the rubber coating composition 20, which is identical to the composition of the tread 21.
  • this element 23 must be such that the core 6c of the wire 6 or the cores 14c, 15c of the wires 14, 15 respectively forming the above-mentioned inverted “U” loop (s) which are located below the external face 25 of the element 23 (ie these cores 6c, 14c, 15c do not surface on the surface of the external face 25).
  • the distance between the core 6c of the wire 6 and the external face 25 of the element 23 is designed to define a level of critical wear to be detected for the tread 21 (this distance being in particular determined by the height of the loop formed by the wire 6).
  • this distance being in particular determined by the height of the loop formed by the wire 6.
  • the distance d ⁇ between the core 15c of the wire 15 which is furthest from the substrate 2 and the external face 25 of the element 23 is designed to define an intermediate level of wear to be detected for the tread 21, while the distance d 2 (greater than d ⁇ ) between the core 14c of the other wire 14 (which is closest to the substrate 2) and said face 25 is designed to define the level of critical wear to be detected (these distances being determined in particular by the heights of the loops respectively formed by the wires 14 and 15).
  • This tread element 23 was incorporated into the tread 21 during the manufacture thereof, by securing the base 24 of said element 23 with a location 27 of the tread 21 which is provided for this purpose.
  • this location 27 has for example the shape of a rectangular section cavity which is intended to receive the element 23.
  • tread element 23 into the tread 21 can be carried out before the latter is baked, by means of an adequate positioning of the element 23 inside the baking mold (not shown), or after baking, using known techniques specific to retreading tire casings (using a special adhesive and heat treatment).
  • the arrow B in FIG. 5 illustrates a second embodiment of an instrumented sculpture element 28 according to the invention.
  • This sculpture element 28 is made up of a “wear indicator”, ie of an element for example in the form of “bread” or a rib of height substantially less than that of the other sculptures of the tread 21.
  • the element 28 comprises the aforementioned detection unit 19, ie the tuned circuit 3 or 10 as well as the rubber coating composition 20, which is always identical to the composition of the tread 21.
  • this element 28 must be such that the core 6c of the wire 6 or the cores 14c, 15c of the wires 14, 15 respectively forming the above-mentioned inverted “U” loop (s) that do not come out at the surface of the external face 28a of the element 28.
  • the distance between the core 6c of the thread 6 and the external face 28a of the element 28 is designed to define a level of critical wear to be detected for the tread 21 and that, in the example of the tuned circuit 10 of FIG.
  • the distance d ⁇ between the core 15c of the wire 15 which is furthest from the substrate 2 and the external face 28a is designed to define an intermediate level of wear to be detected for the tread 21, while the distance d 2 (greater than d ⁇ ) between the core 14c of the other wire 14 (which is closest to the substrate 2) and said external face 28a is designed to define the level d critical wear to be detected.
  • This sculpture element 28 was incorporated into the tread 21 during the manufacture thereof, like the sculpture element 23 of the first embodiment, for example by gluing on the bottom of a tread groove 21.
  • FIG. 5 illustrates a third embodiment of an instrumented sculpture element 29 according to the invention.
  • This sculpture element 29 consists of a “bread” of parallelepiped shape or of a rib, and it is provided in its mass with the detection box 19, which extends radially through the casing 22 from the radially internal face 22a of said casing 22 (corresponding to the inner rubber) and up to the interior of the "loaf” or of the rib forming said element 29.
  • the housing 19 has substantially a form of push pin (ie a flat head 30 on which is mounted a tip 31), so that the substrate 2 of the tuned circuit 3 or 10 is contained in the head 30 and that the wire 6 or the wires 14, 15 in inverted “U” extend from the head 30 and along the tip 31.
  • this instrumented sculpture element 29 must be such that the core 6c of the wire 6 or the cores 14c, 15c of the wires 14, 15 which it comprises do not surface on the surface of the external face 29a of element 29.
  • the distance between the core 6c of the thread 6 and the external face 29a of the element 29 is designed to define a level of critical wear to be detected for the tread 21 and that, in the example of the tuned circuit 10 of FIG.
  • the distance d ⁇ between the core 15c of the wire 15 which is furthest from the substrate 2 and the external face 29a is designed to define an intermediate level of wear to be detected for the tread 21, while the distance between the core 14c of the other wire 14 (which is closest to the substrate 2) and said external face 29a is designed to define the level of critical wear to be detected.
  • the head 30 of the housing 19 is mounted in contact with said radially internal face 22a of the casing 22 by means of a shoulder formed by its internal fixing face 30 with the tip 31.
  • the head 30 can have any suitable geometry (of circular, rectangular section, etc.), provided that it follows the shape of this internal face 22a at the location provided for its fixing.
  • This head 30 may advantageously have an enlargement of its section in the direction of its internal fixing face (frustoconical or pyramidal shape, for example).
  • the tip 31 of the housing can also have various geometries, for example of prismatic or cylindrical shape.
  • the housing 19 was incorporated into the casing 22 during the manufacture of the latter, by securing the shoulder 30a of the head 30 and the tip 31 with a location of the casing 22 which is provided for this purpose.
  • This location has for example the shape of a cavity of rectangular or circular section which is intended to receive the tip 31.
  • Fig. 7 are illustrated two other alternative embodiments of a tuned circuit 103 of the LC type according to the invention, each variant being shown included in a sculpture element 123 according to the invention.
  • the tuned circuit 103 comprises a coil 101 at the terminals 101a and 101b of which a capacitor 104 is mounted.
  • This coil 101 is printed on a flat substrate (not shown), and it is provided with four short-circuit conductive lines 105 to 108 connecting the same terminal 101a of the coil 101 to four turns thereof, respectively.
  • Each line 105 to 108 forms an inverted “U” or “V” loop comprising a vertex 105a to 108a which is contained inside the sculpture element 123 and which is directed towards the external face 123a of the latter. .
  • the tuned circuit 203 comprises a coil 201 at the terminals 201a and 201b of which is mounted a capacitor 204.
  • This coil 201 is also printed on a flat substrate (not shown), and it is provided with a single short-circuit conductive line 205 connecting a terminal 201a of said coil to a turn thereof.
  • This line 205 has a top 205a which is contained inside the sculpture element 123 and which is directed towards the external face 123a of the latter.
  • FIG. 5 of the sculpture elements 23, 28, 29 according to three embodiments of the invention apply mutatis mutandis to the tuned circuits 103 or 203 of FIG. 7, by replacing the cores 6c, 14c, 15c of the wires 6, 14, 15 by the vertices 105a, 106a, 107a, 108a or 205a of the branch lines 105, 106, 107, 108 or 205.
  • FIG. 6 there is shown in a simplified manner an interrogation circuit 40 and a tuned circuit according to the invention, such as said circuit 10, which are coupled electromagnetically to form the wear measurement system according to the invention .
  • the aforementioned tuned circuit 10 has been shown in relation to FIG. 3 comprising the three capacitors 11, 12, 13 connected in pairs between them by the branch branches 14 and 15, the capacitor 11 being connected to the terminals of the coil 1. It will be understood that any other circuit tuned according to the invention (such circuit 103 or 203, for example) could appear in place of this circuit 10.
  • the interrogation circuit 40 can be mounted on a fixed or mobile part of the vehicle which is opposite the tire casing 22 according to the invention.
  • the interrogation circuit 40 can then be mounted on a wall of the chassis corresponding to the wheel arch area, such as the "mudguard ".
  • a part of said chassis of a part of a suspension device 50, which is intended to provide a flexible connection between a chassis of a motor vehicle (not shown) and each wheel of said vehicle, on which is mounted the tire casing 22 (the corresponding wheel is not visible in Fig. 8).
  • an axle 51 on which said wheel is mounted by means of a spindle 52 is also partially shown in FIG. 8 a spindle 52.
  • the suspension device 50 essentially comprises a suspension arm
  • the interrogation circuit 40 includes a frequency sweep energy generator 41, a resistor 42, a capacitor
  • this circuit 40 could be devoid of resistance 42, i.e. comprising a capacitor 43 associated with a coil 44.
  • the interrogation circuit 40 is provided with a means 45 for detecting the tuning frequencies (also called resonance frequencies) between the tuned circuit 3 or 10 and the interrogation circuit 40.
  • This detection means 45 is advantageously mounted at the terminals of the resistor 42, and it is for example intended to measure the amplitude of the voltage at these terminals, which passes through an optimum (energy absorption) when there is a frequency agreement between the two circuits 3 or 10 and 40.
  • the interrogation circuit 40 is provided with transmission means provided for transmitting tuning frequency information to a central unit mounted inside the vehicle according to the invention, which central unit is intended to inform the driver wear of the tread 21.
  • the wear measurement system which comprises a passive tuned circuit 3, 10, 103, 203 (with reference to one of Figs. 2, 3, 5, 7) and an interrogation circuit 40, such as that of FIG. 6, operates as follows.
  • the supply frequency of the generator 41 is varied, and the voltage across the resistor 42 is measured to determine the tuning frequency of the tuned circuit 3, 10, 103, 203 with the interrogation circuit 40 which is coupled to it.
  • the transmission means of circuit 40 transmit this tuning frequency information (fi value) to the central unit of the vehicle or else to a portable unit, which informs the user on request that the tread 21 of the envelope of tire 22 has not yet reached a predetermined critical degree of wear.
  • the transmission means of circuit 40 transmit this tuning frequency information (value f 2 ) to the central unit of the vehicle, which informs the driver that the tread 21 of the tire casing 22 has reached said degree d 'predetermined critical wear.
  • the transmission means of the circuit 40 transmit this tuning frequency information (value f 3 ) to the central unit of the vehicle or else to a portable unit, which informs the user on request that the tread 21 of the envelope 22 has not yet reached a predetermined intermediate wear threshold (corresponding to the radial position of the core 15c of the wire 15 in the tread 21).
  • the transmission means of circuit 40 transmit this tuning frequency information (value f) to said central unit, which informs the user that the tread 21 of the tire casing 22 has reached said intermediate wear threshold. predetermined.
  • the transmission means of circuit 40 transmit this tuning frequency information (value f) to said central unit, which informs the user that the tread 21 of the casing 22 has reached a predetermined critical wear threshold (corresponding to the radial position of the core 14c in the tread 21).
  • the detection means 45 of circuit 40 detect a maximum tuning frequency f 0 (corresponding to a minimum value for the inductance of the coil 101).
  • the transmission means of circuit 40 transmit this tuning frequency information f 0 to the central unit of the vehicle or to a portable unit, which informs the user on request that the tread 21 of the casing 22 doesn’t has not yet reaches a first predetermined intermediate wear threshold corresponding to the radial position of said crown 108a in the tread 21.
  • the detection means 45 of the circuit 40 detect a tuning frequency fi less than f 0 ( corresponding to a higher value of said inductance).
  • the transmission means of the circuit 40 transmit this tuning frequency information fi to said central unit, which informs the user that the tread 21 has reached said first predetermined intermediate wear threshold.
  • the detection means 45 detect a frequency of agreement f 2 less than f t (corresponding to an even greater value of said inductance).
  • the transmission means of circuit 40 transmit this tuning frequency information f 2 to said central unit, which informs the user that the tread 21 has reached a second predetermined intermediate wear threshold corresponding to the radial position of said apex 107a in the tread 21.
  • the detection means 45 detect a frequency of agreement f 3 less than f 2 (corresponding to an even greater value of said inductance).
  • the transmission means of the circuit 40 transmit this tuning frequency information f 3 to said central unit, which informs the user that the tread 21 has reached a third predetermined intermediate wear threshold corresponding to the radial position of said apex 106a in the tread 21.
  • the detection means 45 detect a tuning frequency f less than f 3 (corresponding to an even greater value of said inductance).
  • the transmission means of the circuit 40 transmit this tuning frequency information f to said central unit, which informs the user that the tread 21 has reached a fourth and last (critical) predetermined wear threshold corresponding to the radial position of said crown 105 a in the tread 21.
  • the detection means 45 of the circuit 40 detect a maximum tuning frequency f 0 (corresponding to a minimum value of said inductance of the coil 201).
  • the transmission means of circuit 40 transmit this tuning frequency information f 0 to said central unit, which informs the user on request that the tread 21 of the casing 22 has not yet reached a critical threshold d 'predetermined wear corresponding to the radial position of the crown 205a in the tread 21.
  • the detection means 45 of the circuit 40 After the severing of this vertex 205 a by wear of the external face 123 a (which then appears in dotted lines in FIG. 7), the detection means 45 of the circuit 40 detect a tuning frequency fi less than f 0 (corresponding to a higher value of said inductance). The transmission means of the circuit 40 transmit this tuning frequency information fi to said central unit, which informs the user that the tread 21 has reached said predetermined critical wear threshold.
  • the wear measurement system has the advantage of comprising only one passive electrical circuit inside the envelope 22, because the wear detection is operated remotely by the detection means 45 (either on a fixed part of the vehicle or on the wheel).

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Abstract

Le procédé selon l'invention de détection de l'atteinte d'un ou plusieurs seuils prédéterminés d'usure d'un pneumatique (22) comportant des éléments de sculpture (23, 28, 29) comprend l'affectation, à une variable discrète d'impédance représentative de l'impédance d'un circuit accordé passif contenu dans l'un au moins des éléments (23, 28 ,29) d'une variable discréte d'usure de l'élément (23, 28, 29). Un système selon l'invention pour la mise en oeuvre de ce procédé comporte : - un boîtier (19) de détection destiné à être incorporé à un pneumatique (22) et contenant ce circuit passif (3, 10) qui est recouvert par du caoutchouc (20) et qui comporte une bobine (1) et n (n > 1) condensateur(s) (4, 5 ou 11, 12, 13) monté(s) en dérivation aux bornes (1a, 1b) de la bobine (1), et - un circuit d'interrogation actif (40) auquel le circuit passif est couplé, qui est monté solidaire de la roue et qui comporte un générateur d'énergie à balayage de fréquence (41) et un moyen de détection (45) des fréquences d'accord entre le circuit passif (3 ou 10) et le circuit d'interrogation (40).

Description

PROCEDE ET SYSTEMS DE MESURE DU DEGRE D ' USURE D ' UN PNEUMATIQUE
La présente invention concerne un procédé de détection de l'atteinte d'un ou plusieurs seuils prédéterminés d'usure d'une enveloppe de pneumatique à l'arrêt ou en roulage, un boîtier de détection destiné à être incorporé à une telle enveloppe pour la mise en œuvre de ce procédé, un élément d'une sculpture pour une telle enveloppe de pneumatique comportant ce boîtier, une bande de roulement d'enveloppe de pneumatique pourvue de ce boîtier et une enveloppe de pneumatique comportant cette bande de roulement. L'invention concerne également un système pour la mise en œuvre de ce procédé comportant ce boîtier, un ensemble monté pour véhicule automobile et un tel véhicule comportant ce système.
Il est connu de pourvoir de détecteurs d'usure les sculptures de bande de roulement des enveloppes de pneumatique pour véhicules automobiles.
Le document de brevet allemand DE-A-197 45 734 concerne un détecteur d'usure d'une enveloppe de pneumatique qui fait corps dans ladite enveloppe (voir les Figs. 2 et 3 de ce document). Plus précisément, dans la masse d'une barette de sculpture de l'enveloppe sont prévus des fils métalliques formant des boucles électriquement conductrices qui s'étendent à des hauteurs différentes du sommet de la barette et qui sont reliées à un circuit de détection contenu dans la bande de roulement de ladite enveloppe, radialement en dessous de ladite barette.
Lors du roulage d'un véhicule équipé de cette enveloppe de pneumatique, ces boucles sont coupées successivement du fait de l'usure de ladite barette, de telle sorte qu'elles forment des interrupteurs ouverts, et le circuit de détection délivre un signal représentatif de ces coupures à une unité d'évaluation présente dans le véhicule. Un inconvénient majeur du détecteur d'usure décrit dans ce document est que ledit circuit de détection peut comporter des composants électriquement actifs dans la masse de ladite enveloppe.
Un but de la présente invention est de proposer un procédé de détection d'un ou plusieurs seuils prédéterminés d'usure d'une enveloppe de pneumatique comportant des éléments de sculpture, qui permette de remédier à cet inconvénient. A cet effet, le procédé de détection selon l'invention comprend l'affectation, à une variable discrète d'impédance représentative de l'impédance d'un circuit accordé passif contenu dans l'un au moins desdits éléments de sculpture, d'une variable discrète d'usure représentative de l'usure dudit élément. Selon une autre caractéristique de l'invention, ce procédé comprend la mesure de fréquences de résonance dudit circuit accordé qui sont respectivement représentatives de valeurs de ladite variable d'impédance, et la comparaison de chacune de ces fréquences mesurées avec une ou des fréquences de résonance de référence qui sont chacune représentatives d'une usure dudit élément en deçà de l'un au moins desdits seuils. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit circuit accordé comporte une bobine et n (n > 1) condensateur(s) monté(s) en dérivation aux bornes de ladite bobine, ladite variable d'impédance étant fonction de la l'inductance de ladite bobine ou de la capacité dudit ou desdits condensateurs, ladite inductance (premier cas) ou ladite capacité (second cas) étant prévues pour varier d'une manière discrète lors de l'atteinte dudit ou de chaque seuil d'usure.
Dans ledit premier cas, ce procédé est tel qu'une augmentation discrète de ladite inductance est représentative de l'atteinte dudit ou de l'un desdits seuils d'usure, cette atteinte étant alors mesurée par une diminution discrète de ladite fréquence de résonance. Toujours dans ledit premier cas, lesdits éléments de sculpture étant destinés à être en contact avec un sol de roulage par l'intermédiaire de leurs faces externes respectives, ce procédé est tel que ladite bobine est pourvue d'une ou de plusieurs lignes conductrices de court-circuit comportant chacune un sommet qui est contenu à l'intérieur dudit élément de sculpture et qui est dirigé vers ladite face externe de ce dernier, les sommets se situant à des hauteurs différentes dans la direction radiale de ladite enveloppe, ledit ou l'un desdits seuils d'usure étant atteint lorsque ladite face externe a sectionné le sommet de ladite ou de l'une desdites lignes.
Dans ledit second cas, ce procédé est tel qu'une diminution discrète de ladite capacité est représentative de l'atteinte dudit ou de l'un desdits seuils d'usure, cette atteinte étant alors mesurée par une augmentation discrète de ladite fréquence de résonance. Toujours dans ledit second cas, lesdits éléments de sculpture étant destinés à être en contact avec un sol de roulage par l'intermédiaire de leurs faces externes respectives, ce procédé est tel que ledit ou lesdits condensateurs sont pourvus d'une ou de plusieurs branches conductrices de dérivation comportant chacune un sommet qui est contenu à l'intérieur dudit élément de sculpture et qui est dirigé vers ladite face externe de ce dernier, deux condensateurs adjacents étant reliés entre eux par l'intermédiaire d'une ou de plusieurs de ces branches, les sommets respectivement relatifs à des paires de condensateurs adjacents se situant à des hauteurs différentes dans la direction radiale de ladite enveloppe, ledit ou l'un desdits seuils d'usure étant atteint lorsque ladite face externe a sectionné le sommet de ladite ou de l'une desdites branches.
Avantageusement, ladite variable d'impédance est mesurée sur toute ou partie de la largeur de ladite enveloppe (i.e. dimension axiale de celle-ci).
On notera que ce procédé selon l'invention permet de détecter d'une manière indirecte le sectionnement de ladite ou desdites lignes de court-circuit ou branches de dérivation par la mesure de fréquences de résonance, en ne prévoyant que des composants électriquement passifs dans l'enveloppe de pneumatique.
Dans la présente description, on entend par « sommet » la portion de ladite ou chaque ligne de court-circuit ou branche de dérivation qui est la plus proche de la face externe de l'élément de sculpture correspondant, dans la direction radiale de l'enveloppe.
Selon un mode de réalisation de l'invention, ladite ou chaque ligne de court- circuit ou branche de dérivation forme sensiblement un « U » renversé, dont l'âme (pouvant être droite ou courbe, par exemple) forme le sommet précité et est contenue à l'intérieur de l'un desdits éléments de sculpture de telle manière que ladite âme ou sa tangente soit pratiquement parallèle à ladite face externe dudit élément.
Selon une variante de réalisation de l'invention, ladite ou chaque ligne de court- circuit ou branche de dérivation forme sensiblement un « V » renversé, dont le sommet est par conséquent pratiquement ponctuel. Un autre but de l'invention est de proposer un boîtier de détection destiné à être incorporé à une enveloppe de pneumatique, pour la mise en œuvre dudit procédé selon l'invention pour détecter l'atteinte d'un ou plusieurs seuils prédéterminés d'usure.
A cet effet, un boîtier selon l'invention contient un circuit électrique passif qui est recouvert par une composition de caoutchouc utilisable dans la bande de roulement de ladite enveloppe et qui comporte une bobine imprimée sur un substrat et n (n > 1) condensateurs) monté(s) en dérivation aux bornes de ladite bobine, et en ce que :
(i) dans un premier cas, ladite bobine est pourvue d'une ou de plusieurs lignes de court-circuit comportant chacune un sommet qui est contenu à l'intérieur dudit boîtier, lesdits sommets se situant à des hauteurs différentes de ladite bobine, ou
(ii) dans un second cas, ledit ou lesdits condensateurs sont pourvus d'une ou de plusieurs branches de dérivation comportant chacune un sommet qui est contenu à l'intérieur dudit boîtier, deux condensateurs adjacents étant reliés entre eux par l'intermédiaire d'une ou de plusieurs de ces branches, les sommets respectivement relatifs à des paires de condensateurs adjacents se situant à des hauteurs différentes desdits condensateurs.
Selon un exemple de réalisation de l'invention relatif audit premier cas, ladite bobine est pourvue d'une unique ligne de court-circuit reliant une borne de ladite bobine à une spire de celle-ci. Selon un autre exemple de réalisation de l'invention relatif audit premier cas, ladite bobine est pourvue de m (m > 2) lignes de court-circuit reliant une même borne de ladite bobine à m spires de celle-ci, les hauteurs respectives desdits sommets de lignes à partir de ladite bobine décroissant dans la direction des spires se rapprochant de ladite borne. Selon un exemple de réalisation de l'invention relatif audit second cas, ledit circuit passif comporte deux condensateurs qui sont montés en dérivation aux bornes de ladite bobine et qui sont reliés entre eux par ladite branche de dérivation ou par une paire de telles branches dont le ou les sommets respectifs occupent une seule et même hauteur à partir desdits condensateurs, pour la détection d'un unique seuil d'usure dudit élément de sculpture contenant ledit ou lesdits sommets. Selon un autre exemple de réalisation de l'invention relatif audit second cas, ledit circuit passif comporte au moins trois condensateurs qui sont montés en dérivation aux bornes de ladite bobine et qui sont reliés deux à deux entre eux par ladite branche de dérivation ou par une paire de telles branches, de telle manière que ledit circuit comporte au moins deux branches dont les sommets respectifs occupent des hauteurs différentes à partir desdits condensateurs pour la détection d'au moins un seuil intermédiaire d'usure dudit élément de sculpture contenant lesdits sommets.
Un autre but de l'invention est de proposer un élément de sculpture pour enveloppe de pneumatique destiné à être rapporté sur la bande de roulement de ladite enveloppe, pour la mise en œuvre du procédé précité selon l'invention.
A cet effet, un élément de sculpture selon l'invention est tel qu'il comporte un boîtier de détection tel que défini précédemment, ledit élément de sculpture comportant une base destinée à être solidarisée avec ladite bande de roulement, une face externe destinée à être en contact avec un sol de roulage et ledit circuit électrique passif entre ladite base et ladite face externe, le sommet de ladite ou de chaque ligne de court-circuit ou branche de dérivation étant adjacent à ladite face externe et se situant en retrait de cette dernière.
Par élément de sculpture, on entend dans la présente description tout élément en relief qui est destiné à être en contact à un moment ou à un autre avec le sol de roulage suite à son incorporation à la bande de roulement, i.e. dès le début du roulage, ou après un début d'usure de cet élément. Cet élément peut ainsi être constitué d'un pain, par exemple de forme sensiblement parallélépipédique ou cylindrique, ou d'un « rib » ou nervure circonférentielle de section transversale variable (i.e. s'étend sur tout ou partie de la circonférence de la bande de roulement).
On notera que l'élément de sculpture selon l'invention peut être avantageusement constitué d'un « témoin d'usure », par exemple en forme de pain ou de nervure de hauteur sensiblement inférieure à celle des sculptures de la bande de roulement, lesquelles sont destinées à être en contact avec le sol de roulage dès le début du roulage. Un autre but de l'invention est de proposer une bande de roulement d'une enveloppe de pneumatique et une telle enveloppe, pour la mise en œuvre dudit procédé selon l'invention de détection de l'atteinte d'un ou plusieurs seuils d'usure.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, une bande de roulement selon l'invention est telle qu'elle comporte au moins un élément de sculpture tel que celui précité, et une enveloppe de pneumatique selon l'invention est telle qu'elle comporte ladite bande de roulement.
On notera qu'une enveloppe de pneumatique selon l'invention pourrait ne pas comporter ledit boîtier selon l'invention, mais seulement ledit circuit électrique passif selon l'invention qui serait alors dépourvu de ladite composition de caoutchouc qui enrobe ce circuit électrique pour former ledit boîtier.
Avantageusement, la bande de roulement selon l'invention comporte en outre une boucle conductrice de court-circuit qui est sensiblement parallèle à la face externe de ladite bande de roulement et qui relie entre elles les bornes dudit circuit accordé, pour la mesure de l'usure sur toute ou partie de la largeur de la bande de roulement lors du sectionnement de ladite boucle par ladite face externe du fait de l'usure.
Selon un second mode de réalisation de l'invention, une enveloppe de pneumatique pour la mise en œuvre dudit procédé de détection de l'usure comporte une armature de carcasse qui est radialement surmontée par une armature de sommet et qui se prolonge latéralement par des flancs, une bande de roulement comportant des éléments de sculpture surmontant radialement l'armature de sommet. Cette enveloppe comporte ledit boîtier de détection selon l'invention, ce boîtier étant sensiblement en forme de punaise dont la tête est solidarisée avec une face radialement interne de ladite enveloppe faisant face à l'un desdits éléments de sculpture, et dont la pointe contient ladite ou lesdites lignes de court-circuit ou branches de dérivation et s'étend radialement à travers ladite enveloppe à partir de ladite face radialement interne et jusqu'à l'intérieur dudit élément de sculpture.
On notera que les enveloppes de pneumatique selon ces premier ou second modes ne comportent dans leur masse que des composants électriquement passifs. Un autre but de l'invention est de proposer un ensemble monté pour véhicule automobile comportant une roue et une enveloppe de pneumatique montée sur ladite roue, pour la mise en œuvre du procédé de détection de l'usure précité selon l'invention. A cet effet, l'ensemble monté selon l'invention est tel que ladite enveloppe correspond auxdits premier ou second aspects selon l'invention, et que ledit circuit électrique passif que comporte ladite enveloppe est couplé à un circuit d'interrogation actif qui est monté solidaire de ladite roue et qui comporte un générateur d'énergie à balayage de fréquence et un moyen de détection des fréquences d'accord entre ledit circuit passif et ledit circuit d'interrogation. Selon une autre caractéristique préférentielle de l'invention, ledit circuit d'interrogation comporte, outre ledit générateur, un condensateur, une résistance et une bobine couplée à ladite bobine dudit circuit passif, et ledit moyen de détection de la fréquence d'accord est alors monté aux bornes de ladite résistance pour mesurer la tension à ces bornes. Selon un exemple de réalisation de l'invention, ledit circuit d'interrogation est monté sur une valve de gonflage de ladite roue (i.e. une valve instrumentée).
Selon une variante de réalisation de l'invention, ledit circuit d'interrogation est monté sur un module de mesure de la pression interne à ladite enveloppe dont ladite roue est pourvue. Selon une autre variante de réalisation de l'invention, ledit circuit d'interrogation est monté directement sur la jante de roue.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit circuit d'interrogation est pourvu de moyens de transmission destinés à transmettre des informations de fréquences d'accord à une unité centrale portable ou bien montée à l'intérieur dudit véhicule, laquelle unité centrale est destinée à informer un utilisateur de l'atteinte d'au moins un seuil prédéterminé d'usure de ladite enveloppe. Un autre but de l'invention est de proposer un véhicule automobile comportant un châssis, des ensembles montés et un dispositif de suspension assurant une liaison flexible entre ledit châssis et lesdits ensembles montés, pour la mise en œuvre du procédé précité de détection de l'usure selon l'invention. A cet effet, le véhicule selon l'invention est tel qu'il est équipé d'au moins une enveloppe de pneumatique selon lesdits premier ou second aspects selon l'invention, et qu'il comporte sur ledit châssis ou sur ledit dispositif de suspension un circuit d'interrogation actif auquel est couplé ledit circuit électrique passif contenu dans ladite enveloppe, ledit circuit d'interrogation comportant un générateur d'énergie à balayage de fréquence et un moyen de détection des fréquences d'accord entre ledit circuit passif et ledit circuit d'interrogation.
Selon une autre caractéristique préférentielle de ce véhicule, ce circuit d'interrogation comporte en outre un condensateur, une résistance et une bobine couplée à la bobine du circuit passif, et ce moyen de détection de la fréquence d'accord est monté aux bornes de cette résistance pour mesurer la tension à ces bornes.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, ledit circuit d'interrogation est monté sur une paroi dudit châssis correspondant à la zone de passage de roue.
Selon une variante de réalisation de l'invention, ledit circuit d'interrogation est monté sur ledit dispositif de suspension, par exemple sur un bras de suspension ou bien sur une coupelle d'amortisseur formant butée, sur laquelle prend appui un ressort amortisseur dudit bras de suspension.
Selon une autre caractéristique de ce véhicule selon l'invention, ledit circuit d'interrogation est pourvu de moyens de transmission destinés à transmettre des informations de fréquences d'accord à une unité centrale portable ou bien montée à l'intérieur dudit véhicule, laquelle unité centrale est destinée à informer un utilisateur de l'atteinte d'un seuil prédéterminé d'usure de ladite enveloppe. Un autre but de la présente invention est de proposer un système de détection pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention de détection de l'atteinte d'un ou plusieurs seuils prédéterminés d'usure d'une enveloppe de pneumatique.
Ce système comporte ledit boîtier de détection selon l'invention et un circuit d'interrogation actif auquel le circuit passif du boîtier est couplé, ce circuit d'interrogation comportant un générateur d'énergie à balayage de fréquence et un moyen de détection des fréquences d'accord entre le circuit passif et le circuit d'interrogation.
De préférence, ledit circuit d'interrogation comporte, outre ce générateur, un condensateur, une résistance et une bobine couplée à la bobine du circuit passif, et ce moyen de détection de la fréquence d'accord est alors monté aux bornes de ladite résistance pour mesurer la tension à ces bornes.
Egalement à titre préférentiel, ce circuit d'interrogation est pourvu de moyens de transmission destinés à transmettre des informations de fréquences d'accord à une unité centrale portable ou montée à l'intérieur d'un véhicule et destinée à informer un utilisateur de l'atteinte d'un seuil prédéterminé d'usure de l'enveloppe.
Les caractéristiques précitées de la présente invention, ainsi que d'autres, seront mieux comprises à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation de l'invention, donné à titre illustratif et non limitatif, ladite description étant réalisée en relation avec les dessins joints, parmi lesquels :
la Fig. 1 est une vue schématique et en perspective d'une bobine imprimée sur un substrat, qui est utilisée pour fabriquer un circuit accordé faisant partie d'un système de mesure de l'usure selon l'invention, la Fig. 2 est une vue schématique et en perspective d'un circuit accordé de type
LC selon un exemple de réalisation de l'invention, qui est fabriqué à partir de la bobine imprimée de la Fig. 1, la Fig. 3 est une vue schématique et en perspective d'un circuit accordé de type LC selon un autre exemple de réalisation de l'invention, qui est fabriqué à partir de la bobine imprimée de la Fig. 1 , la Fig. 4 est une vue schématique et en perspective du circuit accordé selon l'exemple de la Fig. 2 qui est recouvert d'une composition d'enrobage, la Fig. 5 est une vue en coupe schématique partiellement éclatée d'une partie d'enveloppe de pneumatique selon l'invention comportant au choix divers éléments de sculpture qui sont instrumentés selon des modes de réalisation différents de l'invention et qui comportent chacun un circuit accordé selon l'invention, la Fig. 6 représente des schémas électriques simplifiés d'un circuit d'interrogation et d'un circuit accordé selon l'invention couplés par voie électromagnétique, dans le système de mesure de l'usure selon l'invention, la Fig. 7 est une vue schématique en coupe illustrant deux autres variantes de réalisation d'un circuit accordé inclus dans un élément de sculpture selon l'invention, et la Fig. 8 est une vue de face, schématique et partielle, d'un dispositif de suspension pourvu d'un circuit d'interrogation selon l'invention auquel est couplé un circuit accordé inclus dans l'enveloppe adjacente pour mesurer l'usure de celle-ci.
A la Fig. 1 est représentée une bobine 1 comportant des bornes la et lb qui est imprimée de manière connue sur un substrat plan 2.
A la Fig. 2 est représenté un circuit accordé 3 de type LC selon un exemple de réalisation de l'invention qui est obtenu à partir de la bobine imprimée 1. Ce circuit accordé 3, électriquement passif, comporte deux condensateurs 4 et 5 qui sont montés en dérivation par l'intermédiaire d'une paire de branches ou fils conducteurs de dérivation 6 et 7 les reliant entre eux et qui sont reliés électriquement à la bobine 1. Comme on peut le voir à la Fig. 2, l'un des condensateurs 4 est relié directement aux bornes la, lb de la bobine 1, alors que l'autre condensateur 5 est monté en dérivation par rapport audit condensateur 4.
Chaque condensateur 4, 5 est constitué d'une manière connue de deux armatures conductrices 8 reliées entre elles par un diélectrique 9. Dans l'exemple de la Fig. 2, l'un des fils de dérivation 6, par exemple en cuivre, relie les deux condensateurs 4 et 5 entre eux (i.e. d'un seul côté du substrat 2) en formant une boucle en « U » renversé, dont les ailes 6a et 6b sont respectivement fixées sur les armatures 8 en regard des condensateurs 4 et 5 et dont l'âme 6c formant sommet est sensiblement parallèle au plan du substrat 2. A la Fig. 3 est représenté un circuit accordé 10 de type LC selon une variante de réalisation de l'invention, qui est également obtenu à partir de la bobine imprimée 1 de la Fig. 1. Ce circuit accordé 10 comporte trois condensateurs 11, 12 et 13 qui sont montés en dérivation par l'intermédiaire de deux paires de fils conducteurs de dérivation 14, 15, 16 les reliant deux à deux entre eux et qui sont reliés électriquement à la bobine 1. Comme on peut le voir à la Fig. 3, l'un des condensateurs 11 est relié directement aux bornes la, lb de la bobine 1, alors que les deux autres condensateurs 12 et 13 sont montés en dérivation par rapport audit condensateur 11. Chaque condensateur 11, 12, 13 est constitué de deux armatures conductrices 17 reliées entre elles par un diélectrique 18.
Dans l'exemple de la Fig. 3, l'un des fils de dérivation 14, par exemple en cuivre, relie entre eux les condensateurs adjacents 11 et 12 d'un côté de ceux-ci à l'instar du fil 6 de la Fig. 2, en formant une boucle en « U » renversé, dont les ailes 14a et 14b sont respectivement fixées sur les armatures 17 en regard des condensateurs 11 et 12 et dont l'âme 14c est sensiblement parallèle au plan du substrat 2.
Du même côté du substrat 2, un autre fil de dérivation 15, par exemple en cuivre, relie entre eux les condensateurs adjacents 12 et 13 en formant une boucle en « U » renversé dont les ailes 15a et 15b sont respectivement fixées sur les armatures 17 des condensateurs 12, 13 et dont l'âme 15c est sensiblement parallèle au plan du substrat 2. Comme on peut le voir à la Fig. 3, les ailes 14a et 14b du fil 14 présentent une hauteur différente de celle des ailes 15a et 15b du fil 15, ce qui se traduit par le fait que les âmes 14c et 15c des fils 14 et 15, qui sont sensiblement parallèles au plan du substrat 2, sont situées à des distances différentes dudit substrat 2.
A la Fig. 4 est représenté un boîtier 19 comportant le circuit accordé 3 de la Fig. 2 et une composition d'enrobage en caoutchouc 20 qui recouvre le circuit 3 sur l'une au moins des faces 2a du substrat 2. Le boîtier 19 comporte une face externe 19a et il est destiné à être incorporé dans une bande de roulement 21 d'une enveloppe de pneumatique 22 (voir Fig. 5) en vue de détecter des informations d'usure de la bande de roulement 21, comme cela sera expliqué ci-après. La composition d'enrobage 20 est identique à celle qui constitue la bande de roulement 21.
Bien entendu, le boîtier de détection 19 pourrait comporter de la même manière le circuit accordé 10 selon la Fig. 3, ou encore tout autre circuit accordé selon l'invention comportant plus de deux condensateurs montés en dérivation et électriquement reliés à la bobine 1.
Dans l'exemple de la Fig. 4, le boîtier de détection 19 présente une forme parallélépipédique. On verra ci-après que ce boîtier 19 peut présenter toute géométrie adaptée au type d'incorporation choisi dans la bande de roulement 21.
A la Fig. 5 est illustré par la flèche A un premier mode de réalisation d'un élément de sculpture instrumenté 23 de la bande de roulement 21 selon l'invention.
Cet élément de sculpture instrumenté 23 présente une forme de « pain » parallélépipédique ou de nervure (« rib »), et il est typiquement délimité par une base 24, une face externe 25 destinée à évoluer sur le sol lors du roulage de l'enveloppe 22 et par des faces latérales 26 reliant la face externe 25 à la base 24. Selon l'invention, cet élément 23 comporte le boîtier de détection 19 précité.
L'élément de sculpture 23 comporte ainsi le circuit accordé 3 ou 10 et la composition d'enrobage en caoutchouc 20, laquelle est identique à la composition de la bande de roulement 21.
On notera que cet élément 23 doit être tel que l'âme 6c du fil 6 ou les âmes 14c, 15c des fils 14, 15 formant respectivement la ou les boucles en « U » renversées précitées qu'il comporte sont situées au-dessous de la face externe 25 de l'élément 23 (i.e. ces âmes 6c, 14c, 15c n'affleurent pas à la surface de la face externe 25). Dans l'exemple du circuit accordé 3 de la Fig. 2 comportant un seul fil 6 en
« U » renversé, on notera que la distance entre l'âme 6c du fil 6 et la face externe 25 de l'élément 23 est conçue pour définir un niveau d'usure critique à détecter pour la bande de roulement 21 (cette distance étant notamment déterminée par la hauteur de la boucle formée par le fil 6). Dans l'exemple du circuit accordé 10 de la Fig. 3 comportant deux fils 14 et 15 en « U » renversé, on notera que la distance d\ entre l'âme 15c du fil 15 qui est la plus éloignée du substrat 2 et la face externe 25 de l'élément 23 est conçue pour définir un niveau d'usure intermédiaire à détecter pour la bande de roulement 21, alors que la distance d2 (supérieure à dι) entre l'âme 14c de l'autre fil 14 (qui est la plus proche du substrat 2) et ladite face externe 25 est conçue pour définir le niveau d'usure critique à détecter (ces distances étant notamment déterminées par les hauteurs des boucles respectivement formées par les fils 14 et 15).
Cet élément de sculpture 23 a été incorporé à la bande de roulement 21 lors de la fabrication de celle-ci, par solidarisation de la base 24 dudit élément 23 avec un emplacement 27 de la bande de roulement 21 qui est prévu à cet effet. Comme on peut le voir à la Fig. 5, cet emplacement 27 présente par exemple la forme d'une cavité de section rectangulaire qui est destinée à recevoir l'élément 23.
Cette incorporation de l'élément de sculpture 23 à la bande de roulement 21 peut être effectuée avant la cuisson de cette dernière, via un positionnement adéquat de l'élément 23 à l'intérieur du moule de cuisson (non représenté), ou bien après la cuisson, via les techniques connues propres au rechapage des enveloppes de pneumatique (au moyen d'une colle et d'un traitement thermique particuliers).
La flèche B de la Fig. 5 illustre un second mode de réalisation d'un élément de sculpture instrumenté 28 selon l'invention.
Cet élément de sculpture 28 est constitué d'un « témoin d'usure », i.e. d'un élément par exemple en forme de « pain » ou de nervure de hauteur sensiblement inférieure à celle des autres sculptures de la bande de roulement 21. A l'instar de l'élément de sculpture 23 selon ledit premier mode de réalisation, l'élément 28 comporte le boîtier de détection 19 précité, i.e. le circuit accordé 3 ou 10 ainsi que la composition d'enrobage en caoutchouc 20, laquelle est toujours identique à la composition de la bande de roulement 21.
On notera que cet élément 28 doit être tel que l'âme 6c du fil 6 ou les âmes 14c, 15c des fils 14, 15 formant respectivement la ou les boucles en « U » renversée précitées qu'il comporte n'affleurent pas à la surface de la face externe 28a de l'élément 28. Comme pour le premier mode de réalisation précité, on notera que, dans l'exemple du circuit accordé 3 de la Fig. 2 comportant un seul fil 6 en « U » renversé, la distance entre l'âme 6c du fil 6 et la face externe 28a de l'élément 28 est conçue pour définir un niveau d'usure critique à détecter pour la bande de roulement 21 et que, dans l'exemple du circuit accordé 10 de la Fig. 3 comportant deux fils 14 et 15 en « U » renversé, la distance dι entre l'âme 15c du fil 15 qui est la plus éloignée du substrat 2 et la face externe 28a est conçue pour définir un niveau d'usure intermédiaire à détecter pour la bande de roulement 21, alors que la distance d2 (supérieure à d\) entre l'âme 14c de l'autre fil 14 (qui la plus proche du substrat 2) et ladite face externe 28a est conçue pour définir le niveau d'usure critique à détecter.
Cet élément de sculpture 28 a été incorporé à la bande de roulement 21 lors de la fabrication de celle-ci, à l'instar de l'élément de sculpture 23 du premier mode de réalisation, par exemple par collage sur le fond d'une rainure de la bande de roulement 21.
La flèche C de la Fig. 5 illustre un troisième mode de réalisation d'un élément de sculpture instrumenté 29 selon l'invention.
Cet élément de sculpture 29 est constitué d'un « pain » de forme parallélépipédique ou d'une nervure, et il est pourvu dans sa masse du boîtier de détection 19, lequel s'étend radialement à travers l'enveloppe 22 à partir de la face radialement interne 22a de ladite enveloppe 22 (correspondant à la gomme intérieure) et jusqu'à l'intérieur du « pain » ou de la nervure formant ledit élément 29.
Comme on peut le voir à la Fig. 5, le boîtier 19 présente sensiblement une forme de punaise (i.e. une tête plate 30 sur laquelle est monté une pointe 31), de telle sorte que le substrat 2 du circuit accordé 3 ou 10 soit contenu dans la tête 30 et que le fil 6 ou les fils 14, 15 en « U » renversé s'étendent à partir de la tête 30 et le long de la pointe 31.
A l'intérieur du boîtier 19, l'ensemble du circuit accordé 3, 10 est recouvert de la composition d'enrobage 20, laquelle est par exemple identique à celle de la bande de roulement 21. Com e précédemment, on notera que cet élément de sculpture instrumenté 29 doit être tel que l'âme 6c du fil 6 ou les âmes 14c, 15c des fils 14, 15 qu'il comporte n'affleurent pas à la surface de la face externe 29a de l'élément 29.
Comme pour les premier et second modes de réalisation précités, on notera que, dans l'exemple du circuit accordé 3 de la Fig. 2 comportant un seul fil 6 en « U » renversé, la distance entre l'âme 6c du fil 6 et la face externe 29a de l'élément 29 est conçue pour définir un niveau d'usure critique à détecter pour la bande de roulement 21 et que, dans l'exemple du circuit accordé 10 de la Fig. 3 comportant deux fils 14 et 15 en « U » renversé, la distance d\ entre l'âme 15c du fil 15 qui est la plus éloignée du substrat 2 et la face externe 29a est conçue pour définir un niveau d'usure intermédiaire à détecter pour la bande de roulement 21, alors que la distance entre l'âme 14c de l'autre fil 14 (qui est la plus proche du substrat 2) et ladite face externe 29a est conçue pour définir le niveau d'usure critique à détecter.
La tête 30 du boîtier 19 est montée au contact de ladite face radialement interne 22a de l'enveloppe 22 par l'intermédiaire d'un epaulement que forme sa face interne de fixation 30 avec la pointe 31.
La tête 30 peut présenter toute géométrie appropriée (de section circulaire, rectangulaire, etc.), pourvu qu'elle épouse la forme de cette face interne 22a à l'emplacement prévu pour sa fixation. Cette tête 30 peut avantageusement présenter un élargissement de sa section en direction de sa face interne de fixation (forme tronconique ou pyramidale, par exemple).
Quant à la pointe 31 du boîtier, elle peut également présenter des géométries diverses, par exemple de forme prismatique ou cylindrique.
Le boîtier 19 a été incorporé à l'enveloppe 22 lors de la fabrication de celle-ci, par solidarisation de Fépaulement 30a de la tête 30 et de la pointe 31 avec un emplacement de l'enveloppe 22 qui est prévu à cet effet. Cet emplacement présente par exemple la forme d'une cavité de section rectangulaire ou circulaire qui est destinée à recevoir la pointe 31.
Cette incorporation du boîtier 19 à l'enveloppe 22 peut être effectuée avant la cuisson de cette dernière, via un positionnement adéquat de l'élément 23 à l'intérieur du moule de cuisson, ou bien après la cuisson, au moyen d'une colle particulière. A la Fig. 7 sont illustrées deux autres variantes de réalisation d'un circuit accordé 103 de type LC selon l'invention, chaque variante étant représentée incluse dans un élément de sculpture 123 selon l'invention.
Le circuit accordé 103 selon la première variante (partie gauche de la Fig. 7) comporte une bobine 101 aux bornes 101a et 101b de laquelle est monté un condensateur 104. Cette bobine 101 est imprimée sur un substrat plan (non représenté), et elle est pourvue de quatre lignes conductrices de court-circuit 105 à 108 reliant une même borne 101a de la bobine 101 à quatre spires de celle-ci, respectivement. Chaque ligne 105 à 108 forme une boucle en « U » ou en « V » renversé comportant un sommet 105a à 108a qui est contenu à l'intérieur de l'élément de sculpture 123 et qui est dirigé vers la face externe 123a de ce dernier.
On voit à la Fig. 7 que ces sommets 105a à 108a se situent à des hauteurs différentes dans la direction radiale de l'élément 123, les hauteurs radiales de ces sommets 105a à 108a décroissant dans la direction des lignes 105 à 108 qui sont reliées à des spires se rapprochant de la borne 101a commune auxdites lignes 105 à 108.
Le circuit accordé 203 selon la seconde variante (partie droite de la Fig. 7) comporte une bobine 201 aux bornes 201a et 201b de laquelle est monté un condensateur 204. Cette bobine 201 est également imprimée sur un substrat plan (non représenté), et elle est pourvue d'une seule ligne conductrice de court-circuit 205 reliant une borne 201a de ladite bobine à une spire de celle-ci. Cette ligne 205 comporte un sommet 205a qui est contenu à l'intérieur de l'élément de sculpture 123 et qui est dirigé vers la face externe 123a de ce dernier.
En relation avec ces deux variantes de réalisation de circuits accordés 103, 203, on a représenté en pointillés à la Fig. 7 ladite face externe 123a de l'élément de sculpture 123 correspondant à un niveau d'usure critique dont l'effet sur le circuit accordé 103, 203 sera commenté ci-après.
On notera que la description précitée en relation avec la Fig. 5 des éléments de sculpture 23, 28, 29 selon trois modes de réalisation de l'invention (flèches A, B ou C) s'applique mutatis mutandis aux circuits accordés 103 ou 203 de la Fig. 7, en remplaçant les âmes 6c, 14c, 15c des fils 6, 14, 15 par les sommets 105a, 106a, 107a, 108a ou 205a des lignes de dérivation 105, 106, 107, 108 ou 205. A la Fig. 6, est représenté d'une manière simplifiée un circuit d'interrogation 40 et un circuit accordé selon l'invention, tel que ledit circuit 10, qui sont couplés par voie électromagnétique pour former le système de mesure de l'usure selon l'invention. Dans cet exemple, on a fait figurer le circuit accordé 10 précité en relation avec la Fig. 3 comportant les trois condensateurs 11, 12, 13 reliés deux à deux entre eux par les branches de dérivation 14 et 15, le condensateur 11 étant relié aux bornes de la bobine 1. On comprendra que tout autre circuit accordé selon l'invention (tel que le circuit 103 ou 203, par exemple) pourrait figurer à la place de ce circuit 10. Le circuit d'interrogation 40 peut être monté sur une partie fixe ou mobile du véhicule qui se trouve en regard de l'enveloppe de pneumatique 22 selon l'invention.
A titre de partie fixe, on peut par exemple citer une partie du châssis du véhicule, et le circuit d'interrogation 40 peut alors être monté sur une paroi du châssis correspondant à la zone de passage de roue, telle que le « garde-boue ». En référence à la Fig. 8, on peut également citer à titre de partie fixe dudit châssis une partie d'un dispositif de suspension 50, lequel est destiné à assurer une liaison flexible entre un châssis d'un véhicule automobile (non représenté) et chaque roue dudit véhicule, sur laquelle est montée l'enveloppe de pneumatique 22 (la roue correspondante n'est pas visible à la Fig. 8). Est également représenté partiellement à la Fig. 8 un essieu 51 sur lequel est montée ladite roue par l'intermédiaire d'une fusée 52.
Le dispositif de suspension 50 comporte essentiellement un bras de suspension
53 pourvu d'un ressort amortisseur 54 dont le siège prend appui sur une coupelle d'amortisseur 55 formant une butée fixe pour ledit ressort 54 (la butée de choc de ce ressort adjacente au châssis n'est pas représentée), le circuit d'interrogation 40 étant monté sur cette coupelle 55.
A titre de partie mobile, on peut par exemple citer la roue sur laquelle est montée l'enveloppe 22, et le circuit d'interrogation 40 peut alors être monté directement sur la jante de roue, sur la valve de ladite roue ou bien sur un module de mesure de la pression interne dont la roue est pourvue. Dans l'exemple de réalisation de la Fig. 6, le circuit d'interrogation 40 comporte un générateur d'énergie à balayage de fréquence 41, une résistance 42, un condensateur
43 et une antenne 44 formée par une bobine qui est destinée à être couplée à la bobine 1 du circuit accordé 3 ou 10. On notera que ce circuit 40 pourrait être dépourvu de résistance 42, i.e. comportant un condensateur 43 associé à une bobine 44.
Le circuit d'interrogation 40 est pourvu d'un moyen de détection 45 des fréquences d'accord (encore appelées fréquences de résonance) entre le circuit accordé 3 ou 10 et le circuit d'interrogation 40. Ce moyen de détection 45 est avantageusement monté aux bornes de la résistance 42, et il est par exemple destiné à mesurer l'amplitude de la tension à ces bornes, laquelle passe par un optimum (absorption d'énergie) lorsqu'il y a accord de fréquence entre les deux circuits 3 ou 10 et 40.
Par ailleurs, le circuit d'interrogation 40 est pourvu de moyens de transmission prévus pour transmettre des informations de fréquences d'accord à une unité centrale montée à l'intérieur du véhicule selon l'invention, laquelle unité centrale est destinée à informer le conducteur de l'usure de la bande de roulement 21.
Le système de mesure de l'usure selon l'invention, qui comporte un circuit accordé passif 3, 10, 103, 203 (en référence à l'une des Figs. 2, 3, 5, 7) et un circuit d'interrogation 40, tel que celui de la Fig. 6, fonctionne de la manière suivante.
On fait varier la fréquence d'alimentation du générateur 41, et l'on mesure la tension aux bornes de la résistance 42 pour déterminer la fréquence d'accord du circuit accordé 3, 10, 103, 203 avec le circuit d'interrogation 40 qui lui est couplé.
Selon l'invention, on déduit de la valeur de fréquence d'accord détectée à un instant donné une information d'usure de la bande de roulement 21 comportant le circuit accordé 3, 10, 103, 203, comme cela va être détaillé ci-après.
Dans l'exemple de la Fig. 2 où le circuit accordé 3 comporte un seul fil 6 en
« U » renversé reliant entre eux les deux condensateurs 4 et 5 de capacités respectives
Ci et C2, tant que l'usure de la face externe 25, 28a, 29a de l'élément de sculpture 23,
28, 29 n'a pas eu pour effet de sectionner l'âme 6c du fil 6, les moyens de détection 45 du circuit 40 détectent une fréquence d'accord fi donnée par la relation suivante : fι = l / [2~jL{Ci + C2) ] , L étant l'inductance (exprimée en Henry) de la bobine 1 du circuit accordé 3.
Les moyens de transmission du circuit 40 transmettent cette information de fréquence d'accord (valeur fi) à l'unité centrale du véhicule ou bien à une unité portable, qui informe sur demande l'utilisateur que la bande de roulement 21 de l'enveloppe de pneumatique 22 n'a pas encore atteint un degré d'usure critique prédéterminé.
Après le sectionnement de l'âme 6c du fil 6 par usure de ladite face externe 25, 28a, 29a, les moyens de détection 45 du circuit 40 détectent une fréquence d'accord f2 supérieure à fl 5 qui est donnée par la relation suivante (le condensateur 5 étant mis hors- circuit, seul le condensateur 4 est alors relié aux bornes de la bobine 1) : f2 = l [2-jLCx ] .
Les moyens de transmission du circuit 40 transmettent cette information de fréquence d'accord (valeur f2) à l'unité centrale du véhicule, qui informe le conducteur que la bande de roulement 21 de l'enveloppe de pneumatique 22 a atteint ledit degré d'usure critique prédéterminé. Dans l'exemple de la Fig. 3 où le circuit accordé 10 comporte deux fils 14 et 15 en « U » renversé reliant deux à deux entre eux les trois condensateurs 11, 12, 13 de capacités respectives C'i, C' , C' tant que l'usure de la face externe 25, 28a, 29a de l'élément de sculpture 23, 28, 29 n'a pas eu pour effet de sectionner l'âme 15c du fil 15 qui est la plus proche de ladite face externe 25, 28a, 29a (i.e. l'âme 15c la plus éloignée du substrat 2), les moyens de détection 45 du circuit 40 détectent une fréquence d'accord f3 donnée par la relation suivante : f3 = l / [2πVl(C1 '+C, 2+C, 3) ]
Les moyens de transmission du circuit 40 transmettent cette information de fréquence d'accord (valeur f3) à l'unité centrale du véhicule ou bien à une unité portable, qui informe sur demande l'utilisateur que la bande de roulement 21 de l'enveloppe 22 n'a pas encore atteint un seuil d'usure intermédiaire prédéterminé (correspondant à la position radiale de l'âme 15c du fil 15 dans la bande de roulement 21).
Après le sectionnement de cette âme 15c par usure de la face externe 25, 28a, 29a et tant que l'âme 14c du fil 14 qui est la plus éloignée de ladite face externe 25, 28a, 29a (i.e. la plus proche du substrat 2) n'est pas sectionnée, les moyens de détection 45 du circuit 40 détectent une fréquence d'accord f supérieure à f3, qui est donnée par la relation suivante (le troisième condensateur 13 étant mis hors-circuit, seul les condensateurs 11 et 12 sont alors reliés aux bornes de la bobine 1) : £, = l / [2πΛ/ (C, 1 +C2)] .
Les moyens de transmission du circuit 40 transmettent cette information de fréquence d'accord (valeur f ) à ladite unité centrale, qui informe l'utilisateur que la bande de roulement 21 de l'enveloppe de pneumatique 22 a atteint ledit seuil d'usure intermédiaire prédéterminé. Après le sectionnement de l'âme 14c du fil 14 par une usure accrue de la face externe 25, 28a, 29a, les moyens de détection 45 du circuit 40 détectent une fréquence d'accord f5 supérieure à f4, donnée par la relation suivante (le second condensateur 12 étant à son tour mis hors-circuit, seul le condensateur 11 est relié aux bornes de la bobine 1) : f5 = l / [2π βC1 ] .
Les moyens de transmission du circuit 40 transmettent cette information de fréquence d'accord (valeur f ) à ladite unité centrale, qui informe l'utilisateur que la bande de roulement 21 de l'enveloppe 22 a atteint un seuil d'usure critique prédéterminé (correspondant à la position radiale de l'âme 14c dans la bande de roulement 21).
Dans la première variante de réalisation de l'exemple de la Fig. 7 où le circuit accordé 103 comporte quatre lignes de court-circuit 105 à 108 montées sur la bobine 101, tant que l'usure de la face externe 123a de l'élément de sculpture 123 n'a pas eu pour effet de sectionner le sommet 108a de la ligne de court-circuit 108 qui est la plus proche de ladite face externe 123 a, les moyens de détection 45 du circuit 40 détectent une fréquence d'accord f0 maximale (correspondant à une valeur minimale pour l'inductance de la bobine 101).
Les moyens de transmission du circuit 40 transmettent cette information de fréquence d'accord f0 à l'unité centrale du véhicule ou à une unité portable, qui informe sur demande l'utilisateur que la bande de roulement 21 de l'enveloppe 22 n'a pas encore atteint un premier seuil intermédiaire d'usure prédéterminé correspondant à la position radiale dudit sommet 108a dans la bande de roulement 21.
Après le sectionnement de ce sommet 108a par usure de la face externe 123a et tant que le sommet adjacent radialement inférieur 107a n'a pas été sectionné, les moyens de détection 45 du circuit 40 détectent une fréquence d'accord fi inférieure à f0 (correspondant à une valeur supérieure de ladite inductance). Les moyens de transmission du circuit 40 transmettent cette information de fréquence d'accord fi à ladite unité centrale, qui informe l'utilisateur que la bande de roulement 21 a atteint ledit premier seuil intermédiaire d'usure prédéterminé. Après le sectionnement du sommet 107a de la ligne de court-circuit 107 par une usure encore accrue de ladite face externe 123 a et tant que le sommet immédiatement inférieur 106a n'a pas été sectionné, les moyens de détection 45 détectent une fréquence d'accord f2 inférieure à ft (correspondant à une valeur encore supérieure de ladite inductance). Les moyens de transmission du circuit 40 transmettent cette information de fréquence d'accord f2 à ladite unité centrale, qui informe l'utilisateur que la bande de roulement 21 a atteint un second seuil intermédiaire d'usure prédéterminé correspondant à la position radiale dudit sommet 107a dans la bande de roulement 21.
Après le sectionnement du sommet 106a de la ligne de court-circuit 106 par une usure encore accrue de ladite face externe 123 a et tant que le sommet immédiatement inférieur 105a n'a pas été sectionné, les moyens de détection 45 détectent une fréquence d'accord f3 inférieure à f2 (correspondant à une valeur encore supérieure de ladite inductance). Les moyens de transmission du circuit 40 transmettent cette information de fréquence d'accord f3 à ladite unité centrale, qui informe l'utilisateur que la bande de roulement 21 a atteint un troisième seuil intermédiaire d'usure prédéterminé correspondant à la position radiale dudit sommet 106a dans la bande de roulement 21.
Après le sectionnement du sommet 105 a de la ligne de court-circuit 105 par une usure encore accrue de ladite face externe 123a (laquelle apparaît alors en pointillés à la Fig. 7), les moyens de détection 45 détectent une fréquence d'accord f inférieure à f3 (correspondant à une valeur encore supérieure de ladite inductance). Les moyens de transmission du circuit 40 transmettent cette information de fréquence d'accord f à ladite unité centrale, qui informe l'utilisateur que la bande de roulement 21 a atteint un quatrième et dernier seuil (critique) d'usure prédéterminé correspondant à la position radiale dudit sommet 105 a dans la bande de roulement 21.
Dans la seconde variante de réalisation de l'exemple de la Fig. 7 où le circuit accordé 103 comporte une seule ligne de court-circuit 205 montée sur la bobine 201, tant que l'usure de la face externe 123a de l'élément de sculpture 123 n'a pas eu pour effet de sectionner le sommet 205a de cette ligne 205, les moyens de détection 45 du circuit 40 détectent une fréquence d'accord f0 maximale (correspondant à une valeur minimale de ladite inductance de la bobine 201). Les moyens de transmission du circuit 40 transmettent cette information de fréquence d'accord f0 à ladite unité centrale, qui informe sur demande l'utilisateur que la bande de roulement 21 de l'enveloppe 22 n'a pas encore atteint un seuil critique d'usure prédéterminé correspondant à la position radiale du sommet 205a dans la bande de roulement 21.
Après le sectionnement de ce sommet 205 a par usure de la face externe 123 a (laquelle apparaît alors en pointillés à la Fig. 7), les moyens de détection 45 du circuit 40 détectent une fréquence d'accord fi inférieure à f0 (correspondant à une valeur supérieure de ladite inductance). Les moyens de transmission du circuit 40 transmettent cette information de fréquence d'accord fi à ladite unité centrale, qui informe l'utilisateur que la bande de roulement 21 a atteint ledit seuil critique d'usure prédéterminé.
En conclusion, on notera que le système de mesure de l'usure selon l'invention présente l'avantage de ne comporter qu'un circuit électrique passif à l'intérieur de l'enveloppe 22, du fait que la détection d'usure est opérée à distance par les moyens de détection 45 (que ce soit sur une partie fixe du véhicule ou sur la roue).

Claims

RENENDICATIONS
1) Procédé de détection de l'atteinte d'un ou plusieurs seuils prédéterminés d'usure d'une enveloppe de pneumatique (22) comportant des éléments de sculpture (23, 28, 29), caractérisé en ce qu'il comprend l'affectation, à une variable discrète d'impédance représentative de l'impédance d'un circuit accordé passif (3, 10, 103, 203) contenu dans l'un au moins desdits éléments (23, 28, 29, 123), d'une variable discrète d'usure représentative de l'usure dudit élément (23, 28, 29, 123).
2) Procédé de détection de l'atteinte d'un ou plusieurs seuils prédéterminés d'usure selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend la mesure de fréquences de résonance dudit circuit accordé (3, 10, 103, 203) qui sont respectivement représentatives de valeurs de ladite variable d'impédance, et la comparaison de chacune de ces fréquences mesurées avec une ou des fréquences de résonance de référence qui sont chacune représentatives d'une usure dudit élément (23, 28, 29, 123) en deçà de l'un au moins desdits seuils.
3) Procédé de détection de l'atteinte d'un ou plusieurs seuils prédéterminés d'usure selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit circuit accordé (3, 10, 103, 203) comporte une bobine (1, 101, 201) et n (n > 1) condensateur(s) (4, 5 ou 11, 12, 13 ou 104, 204) monté(s) en dérivation aux bornes (la, lb ou 101a, 101b ou 201a, 201b) de ladite bobine (1, 101, 201), ladite variable d'impédance étant fonction de l'inductance de ladite bobine (101, 201) ou de la capacité dudit ou desdits condensateurs (4, 5 ou 11, 12, 13), ladite inductance (premier cas) ou ladite capacité (second cas) étant prévues pour varier d'une manière discrète lors de l'atteinte dudit ou de chaque seuil d'usure.
4) Procédé de détection de l'atteinte d'un ou plusieurs seuils prédéterminés d'usure selon la revendication 3, caractérisé en ce que, dans ledit premier cas, une augmentation discrète de ladite inductance est représentative de l'atteinte dudit ou de l'un desdits seuils d'usure, cette atteinte étant alors mesurée par une diminution discrète de ladite fréquence de résonance.
5) Procédé de détection de l'atteinte d'un ou plusieurs seuils prédéterminés d'usure selon la revendication 4, lesdits éléments de sculpture (123) étant destinés à être en contact avec un sol de roulage par l'intermédiaire de leurs faces externes respectives (123a), caractérisé en ce que ladite bobine (101, 201) est pourvue d'une ou de plusieurs lignes de court-circuit (105 à 108) comportant chacune un sommet (105a à 108a) qui est contenu à l'intérieur dudit élément de sculpture (123) et qui est dirigé vers ladite face externe (123a) de ce dernier, lesdits sommets (105a à 108a) se situant à des hauteurs différentes dans la direction radiale de ladite enveloppe (22), ledit ou l'un desdits seuils d'usure étant atteint lorsque ladite face externe (123a) a sectionné le sommet (105a à 108a) de ladite ou de l'une desdites lignes (105 à 108).
6) Procédé de détection de l'atteinte d'un ou plusieurs seuils prédéterminés d'usure selon la revendication 3, caractérisé en ce que, dans ledit second cas, une diminution discrète de ladite capacité est représentative de l'atteinte dudit ou de l'un desdits seuils d'usure, cette atteinte étant alors mesurée par une augmentation discrète de ladite fréquence de résonance.
7) Procédé de détection de l'atteinte d'un ou plusieurs seuils prédéterminés d'usure selon la revendication 6, lesdits éléments de sculpture (23, 28, 29) étant destinés à être en contact avec un sol de roulage par l'intermédiaire de leurs faces externes respectives (25, 28a, 29a), caractérisé en ce ledit ou lesdits condensateurs (4, 5, 11, 12, 13) sont pourvus d'une ou de plusieurs branches de dérivation (6 ou 14, 15) comportant chacune un sommet (6c ou 14c, 15c) qui est contenu à l'intérieur dudit élément de sculpture (23, 28, 29) et qui est dirigé vers ladite face externe (25, 28a, 29a) de ce dernier, deux condensateurs adjacents (4 et 5, 11 et 12, 12 et 13) étant reliés entre eux par l'intermédiaire d'une ou de plusieurs de ces branches (6 ou 14, 15), les sommets (14c et 15c) respectivement relatifs à des paires de condensateurs adjacents (11 et 12, 12 et 13) se situant à des hauteurs différentes dans la direction radiale de ladite enveloppe (22), ledit ou l'un desdits seuils d'usure étant atteint lorsque ladite face externe (25, 28a,
29a) a sectionné le sommet (6c, 14c, 15c) de ladite ou de l'une desdites branches (6, 14,
15).
8) Procédé de détection de l'atteinte d'un ou plusieurs seuils prédéterminés d'usure selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite variable d'impédance est mesurée sur toute ou partie de la largeur de ladite enveloppe (22).
9) Boîtier (19) de détection destiné à être incorporé à une enveloppe de pneumatique (22) pour la mise en œuvre du procédé selon une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il contient un circuit électrique passif (3, 10, 103, 203) qui est recouvert par une composition de caoutchouc (20) utilisable dans la bande de roulement (21) de ladite enveloppe et qui comporte une bobine (1, 101, 201) imprimée et n (n > 1) condensateur(s) (4, 5, 11, 12, 13, 104, 204) monté(s) en dérivation aux bornes (la, lb, 101a, 101b, 201a, 201b) de ladite bobine (1, 101, 201), et en ce que :
(i) dans un premier cas, ladite bobine (101, 201) est pourvue d'une ou de plusieurs lignes de court-circuit (105 à 108 ou 205) comportant chacune un sommet (105a à 108a ou 205a) qui est contenu à l'intérieur dudit boîtier, lesdits sommets (105a à 108a ou 205a) se situant à des hauteurs différentes de ladite bobine (101, 201), ou (ii) dans un second cas, ledit ou lesdits condensateurs sont pourvus d'une ou de plusieurs branches de dérivation comportant chacune un sommet qui est contenu à l'intérieur dudit boîtier (19), deux condensateurs adjacents (4 et 5, 11 et 12, 12 et 13) étant reliés entre eux par l'intermédiaire d'une ou de plusieurs de ces branches (6 ou 14, 15), les sommets (14c et 15c) respectivement relatifs à des paires de condensateurs adjacents (11 et 12, 12 et 13) se situant à des hauteurs différentes desdits condensateurs (11 et 12, 12 et 13).
10) Boîtier de détection selon la revendication 9, caractérisé en ce que, dans ledit premier cas, ladite bobine (201) est pourvue d'une ligne de court-circuit (205) reliant une borne (201a) de ladite bobine (201) à une spire de celle-ci. 11) Boîtier de détection selon la revendication 9, caractérisé en ce que, dans ledit premier cas, ladite bobine (101) est pourvue de m (m > 2) lignes de court-circuit (105 à 108) reliant une même borne (101a) de ladite bobine (101) à m spires de celle-ci, les hauteurs respectives desdits sommets (105a à 108a) à partir de ladite bobine (101) décroissant dans la direction des spires se rapprochant de ladite borne (101a).
12) Boîtier de détection (19) selon la revendication 9, caractérisé en ce que, dans ledit second cas, ledit circuit passif (3) comporte deux condensateurs (4 et 5) qui sont montés en dérivation aux bornes (la, lb) de ladite bobine (1) et qui sont reliés entre eux par ladite branche de dérivation (6) ou par une paire de telles branches (6) dont le ou les sommets respectifs (6c) occupent une seule et même hauteur à partir desdits condensateurs (4 et 5), pour la détection d'un unique seuil d'usure dudit élément de sculpture (23, 28, 29) contenant ledit ou lesdits sommets (6c).
13) Boîtier de détection selon la revendication 9, caractérisé en ce que, dans ledit second cas, ledit circuit passif (10) comporte au moins trois condensateurs (11, 12, 13) qui sont montés en dérivation aux bornes (la, lb) de ladite bobine (1) et qui sont reliés deux à deux entre eux par ladite branche de dérivation (14, 15) ou par une paire de telles branches (14, 15), de telle manière que ledit circuit (10) comporte au moins deux branches (14 et 15) dont les sommets respectifs (14c et 15c) occupent des hauteurs différentes à partir desdits condensateurs pour la détection d'au moins un seuil intermédiaire d'usure dudit élément de sculpture (23, 28, 29) contenant lesdits sommets (14c et 15c).
14) Elément de sculpture (23, 28, 123) pour enveloppe de pneumatique (22) destiné à être rapporté sur la bande de roulement (21) de ladite enveloppe (22), ledit élément (23, 28, 123) comportant un boîtier de détection (19) selon une des revendications 9 à 13, caractérisé en ce que ledit élément (23, 28, 123) comporte une base (24, 124) destinée à être solidarisée avec ladite bande de roulement (21), une face externe (25, 28a, 123a) destinée à être en contact avec un sol de roulage et ledit circuit électrique passif (3, 10, 103, 203) entre ladite base (24, 124) et ladite face externe (25, 28a, 123a), le sommet (6c, 14c, 15c, 105a à 108a, 205a) de ladite ou de chaque ligne de court-circuit (105 à 108, 205) ou branche de dérivation (6, 14, 15) étant adjacent à ladite face externe (25, 28a, 123a) et se situant en retrait de cette dernière.
15) Bande de roulement (21) d'une enveloppe de pneumatique (22), caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un élément de sculpture (23, 28, 123) selon la revendication 14.
16) Bande de roulement (21) d'une enveloppe de pneumatique (22) selon la revendication 15, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre une boucle conductrice de court-circuit qui est sensiblement parallèle à la face externe de ladite bande de roulement (21) et qui relie entre elles les bornes (la, lb, 101a, 101b, 201a, 201b) dudit circuit accordé (3, 10, 103, 203), pour la mesure de l'usure sur toute ou partie de la largeur de la bande de roulement (21) lors du sectionnement de ladite boucle par ladite face externe.
17) Enveloppe de pneumatique (22), caractérisée en ce qu'elle comporte une bande de roulement (21) selon la revendication 15 ou 16.
18) Enveloppe de pneumatique (22) comportant essentiellement une armature de carcasse qui est radialement surmontée par une armature de sommet et qui se prolonge latéralement par des flancs, une bande de roulement (21) comportant des éléments de sculpture (29) surmontant radialement ladite armature de sommet, caractérisée en ce qu'elle comporte un boîtier de détection (19) selon une des revendications 9 à 13, ledit boîtier (19) étant sensiblement en forme de punaise dont la tête (30) est solidarisée avec une face radialement interne (22a) de ladite enveloppe (22) faisant face à l'un desdits éléments de sculpture (29), et dont la pointe (31) contient ladite ou lesdites lignes de court-circuit (105 à 108, 205) ou branches de dérivation (6 ou 14, 15) et s'étend radialement à travers ladite enveloppe (22) à partir de ladite face radialement interne (22a) et jusqu'à l'intérieur de l'élément de sculpture (29). 19) Ensemble monté pour véhicule automobile comportant une roue et une enveloppe de pneumatique (22) montée sur ladite roue, caractérisé en ce que ladite enveloppe de pneumatique (22) est telle que définie à la revendication 17 ou 18, et en ce que ledit circuit électrique passif (3, 10, 103, 203) que comporte ladite enveloppe (22) est couplé à un circuit d'interrogation actif (40) qui est monté solidaire de ladite roue et qui comporte un générateur d'énergie à balayage de fréquence (41) et un moyen de détection (45) des fréquences d'accord entre ledit circuit passif (3, 10, 103, 203) et ledit circuit d'interrogation (40).
20) Ensemble monté selon la revendication 19, caractérisé en ce que ledit circuit d'interrogation (40) comporte, outre ledit générateur (41), un condensateur (43), une résistance (42) et une bobine (44) couplée à ladite bobine (1) dudit circuit passif (3, 10, 103, 203).
21) Ensemble monté selon la revendication 20, caractérisé en ce que ledit moyen de détection (45) de la fréquence d'accord est monté aux bornes de ladite résistance (42) pour mesurer la tension auxdites bornes.
22) Ensemble monté selon une des revendications 19 à 21, caractérisé en ce que ledit circuit d'interrogation (40) est monté sur la jante de ladite roue ou sur une valve de gonflage de ladite roue.
23) Ensemble monté selon une des revendications 19 à 21, caractérisé en ce que ledit circuit d'interrogation (40) est monté sur un module de mesure de la pression interne à ladite enveloppe (22) dont ladite roue est pourvue.
24) Ensemble monté selon une des revendications 19 à 23, caractérisé en ce que ledit circuit d'interrogation (40) est pourvu de moyens de transmission destinés à transmettre des informations de fréquences d'accord à une unité centrale portable ou bien montée à l'intérieur dudit véhicule, laquelle unité centrale est destinée à informer un utilisateur de l'atteinte d'au moins un seuil prédéterminé d'usure de ladite enveloppe (22).
25) Véhicule automobile comportant un châssis, des ensembles montés et un dispositif de suspension (50) assurant une liaison flexible entre ledit châssis et lesdits ensembles montés, caractérisé en ce qu'il est équipé d'au moins une enveloppe de pneumatique (22) selon la revendication 17 ou 18, et en ce qu'il comporte sur ledit châssis ou sur ledit dispositif de suspension (50) un circuit d'interrogation actif (40) auquel est couplé ledit circuit électrique passif (3, 10, 103, 203) contenu dans ladite enveloppe (22), ledit circuit d'interrogation (40) comportant un générateur d'énergie à balayage de fréquence (41) et un moyen de détection (45) des fréquences d'accord entre ledit circuit passif (3, 10, 103, 203) et ledit circuit d'interrogation (40).
26) Véhicule automobile selon la revendication 25, caractérisé en ce que ledit circuit d'interrogation (40) comporte, outre ledit générateur (41), un condensateur (43), une résistance (42) et une bobine (44) couplée à ladite bobine (1) dudit circuit passif (3, 10, 103, 203).
27) Véhicule automobile selon la revendication 26, caractérisé en ce que ledit moyen de détection (45) de la fréquence d'accord est monté aux bornes de ladite résistance (42) pour mesurer la tension à ces bornes.
28) Véhicule automobile selon une des revendications 25 à 27, caractérisé en ce que ledit circuit d'interrogation (40) est monté sur une paroi dudit châssis correspondant à la zone de passage de roue.
29) Véhicule automobile selon une des revendications 25 à 27, caractérisé en ce que ledit circuit d'interrogation est monté sur une butée (55) d'un ressort amortisseur (54) dudit dispositif de suspension (50). 30) Véhicule automobile selon une des revendications 25 à 29, caractérisé en ce que ledit circuit d'interrogation (40) est pourvu de moyens de transmission destinés à transmettre des informations de fréquences d'accord à une unité centrale portable ou bien montée à l'intérieur dudit véhicule, laquelle unité centrale est destinée à informer un utilisateur de l'atteinte d'un seuil prédéterminé d'usure de ladite enveloppe (22).
31) Système de détection de l'atteinte d'un ou plusieurs seuils prédéterminés d'usure d'une enveloppe de pneumatique, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier de détection selon une des revendications 9 à 13 et un circuit d'interrogation actif auquel le circuit passif du boîtier est couplé, ce circuit d'interrogation comportant un générateur d'énergie à balayage de fréquence (41) et un moyen de détection (45) des fréquences d'accord entre le circuit passif (3, 10, 103, 203) et le circuit d'interrogation (40).
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