Brevet FR2428535A1 — publié le 19800111

La présente invention concerne un dispositif avertisseur destine à déceler une baisse anormale de la pression régnant dans un pneumatique de véhicule en marche et à la signaler au conducteur. On connaît déjà un dispositif avertisseur apte à signaler à un opérateur une baisse anormale subie par la pression régnant dans un pneumatique de véhicule,par suite d'une crevaison ou analogue,par exemple d'après le brevet US 3.810.090. Un tel dispositif comprend un émetteur qui comporte un oscillateur engendrant un signal haute-fréquence lors de la détection d'un changement de la pression interne du pneumatique,et une antenne d'émetteur rayonnant par sa sortie une onde électromagnétique,un récepteur comportant une antenne de récepteur fixée sur le coté du châssis du véhicule pour recevoir l'onde électromagnétique provenant de l'antenne d'émetteur et pour la traiter,et un avertisseur pour engendrer un signal avertissant l'opérateur. ce Toutefois,un dispositif de/genre risque d'être déclenché mal à propos sous l'effet de bruits lui parvenant soit à partir d'une bougie d'allumage du véhicule meme,soit à partir de l'exté- rieur,et n'est donc pas fiable. Pour réaliser un dispositif qui ne soit pas influencé par de tels bruits,il faut compliquer le mdca- nisme,c,e qui rend le dispositif onéreux et pratiquement inacceptable. La présente invention a pour but de proposer un dispositif avertisseur destiné à signaler une baisse de la pression régnant dans un bandage pneumatique dont la structure soit simple,le poids faible et la fabrication aisée,ainsi qu'un tel dispositif qui soit peu onéreux, fiable et pratiquement satisfaisant. Le dispositif avertisseur selon l'invention,destiné à signaler une baisse de la pression régnant dans un pneumatique de véhicule,d8cèle une variation anormale de la pression du pneumatique au moyen d'un contacteur détecteur de pression2 convertit cette variation anormale en un signal électrique et engendre un signal avertissant. l'opérateur.Ce dispositif comprend un oscillateur à bobine oscillante fixé sur un côté du châssis du véhicule; un rXsonateur,constituE par une bobine de résonance et par un condensateur,fixé sur une partie périphérique de la roue portant le pneumatique,près de la bobine oscillante et de façon à entrer en résonance avec une onde électromagnétique rayonnée par la bobine oscillante;une unité de traitement de signal comportant un détecteur apte à déceler une variation subie par les oscillations engendrées dans l'oscillateur du fait que le résonateur prend et quitte l'état de résonance selon la pression régnant dans le pneumatique et conçue pour traiter un signal décelé par ce détecteur;et un avertisseur apte à engendrer un signal d'alarme d'après le signal de sortie de cette unité de traitement de signal. On va maintenant décrire à titre d'exemple un mode préféré de réalisation de l'invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: Fig.l est un schéma symbolique illustrant le principe d'un dispositif avertisseur selon l'invention,destinX à signaler une baisse de la pression régnant dans un pneumatique; Fig.2 est un schéma symbolique illustrant la structure du dispositif selon l'invention; Fig.3 représente une forme d'onde indiquant le mode d'oscillation de l'oscillateur incorporé au dispositif selon l'invention; Fig .4 représente une forme d'onde indiquant le mode d'oscillation de l'oscillateur au cas où celui-ci est influencé par le résonateur; Fig.5 représente une forme d'onde correspondant au signal de sortie d'un comparateur incorporé au dispositif selon l'invention;; Fig.6 représente une forme d'onde correspondant au signal de sortie d'un intégrateur incorporé au dispositif selon l'invention; Fig.7 est une vue en coupe droite d'un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention,dans lequel la section/F6sonance est fixée sur un pan incliné de la jante de roue Fig.8 représente en coupe droite un dispositif selon une variante dans lequel la meme Bectiónrde résonance est tixewstrun rebord de la jante de roue; Fig.9 représente en détail,en coupe droite,une structure de section de résonance constituée par un contacteur détecteur de pression et un résonateur réalisés d'un seul tenant,en période où la pression de pneumatique est normale;; Fig.10 représente en coupe droite la même structure de r6- sonateur en période où la pression de pneumatique est anormale; Fig.ll est une vue de détail en coupe droite d'une autre structure comportant le contacteur détecteur de pression et le résonateur de section de résonance, en période où la pression de pneumatique est normale; Fig.12 est une vue de détail en coupe droite montrant le contacteur détecteur de pression et le résonateur de section de résonance en période où la pression de pneumatique est anormale. La figure 1 illustre le principe du dispositif avertisseur selon l'invention,signalant une baisse de la pression régnnnt dans un pneumatique de véhicule. Ce dispositif comprend une section de résonance 1 ,une section d'oscillation 2 et une section de signalisation 3. Comme le montre la figure 2,la section de résonance 1 comprend un contacteur détecteur 4,décelant une variation de la pression régnant dans le pneumatique,et un rbsona- teur 5 constitué par une bobine résonnante et un condensateur montés en série. Le contacteur 4 et le résonateur 5 sont réalisés d'un seul tenant et sont montés de manière à tourner sur chaque roue du véhicule,d'une manière qu'on exposera plus loin.La section d'oscillation 2 comprend un oscillateur 6,constitué par une bobine oscillante et un condensateur montés en série ou en parallèle,et une unité de traitement de signal 10 comportant un détecteur 7 pour déceler le signal de sortie de l'oscillateur 6,un comparateur 8 pour comparer le signal de sortie du détecteur 7 avec un signal de référence et un intégrateur 9 pour intégrer le signal de sortie du comparateur 8. L'oscillateur 6 et l'unité de traitement de signal 10 sont montés sur le châssis,en regard et auprès de la section de résonance 1. Dans ce cas2 l'espacement entre le résonateur 5 et ltoscillateur 6 est de préférence de 5 à 40 mm et, mieux, de 10 à 30 mm.La fréquence d'oscillation de l'oscillateur 6 est de préférence de 20 kHz à 10 MRz et, mieux 2 de 100 kHz à 5 MHz. La section de signalisation 3 comprend un circuit logique 11 soumettant le signal de sortie de I'intégrateur 9 à des opérations logiques,un indicateur 12 affichant le signal de sortie du circuit 11 et un interrupteur d'alimentation 13. La section de signalisation 3 est reliée à l'intégrateur 9 de l'unit de traitement de signal 10 par un câble 14 et est montée sur le tableau de bord du véhicule. On va maintenant exposer comment le dispositif avertisseur selon l'invention fonctionne pour signaler la baisse de la pression régnant dans un pneumatique en se référant aux figures 3 à 6. Le contacteur détecteur de pression 4 de la section de résonance 1 représentée sur la figure 2 décèle une variation,et notamment une baisse,de la pression de pneumatique du fait qu'il est fermé,quand cette pression est normaleJet ouvert,lorsqutelle devient anormale,de façon à établir ou interrompre l'alimentation du résonateur 5. On exposera ci-aprbs en détail la structure du contacteur détecteur de pression 4.Le résonateur 5 entre en résonance quand le contacteur 4 est fermé en période où la pression de pneumatique est normale et passe à l'état non résonnant quand le contacteur 4 est ouvert en période où la pression de pneumatique est anormale, ctest-à-dire réduite. La figure 3 montre la forme d'onde du courant correspondant à l'état d'oscillation de l'oscillateur 6 (de la section d'oscillation 2). La figure 4 indique la modification d'amplitude subie par le courant de l'os- cillateur 6 du fait de l'approche du résonateur 5 disposé sur le côté de la roue.Spr cette figure 4,la forme d'onde A correspond à l'état apparaissant quand le résonateur 5 est en circuit ouvert du fait d'une baisse subie,en marche,par la pression de pneumatique,ou que le résonateur 5 n'influence pas l'oscillateur 6 du fait que ces deux organes sont immobiles et distants l'un de l'autre;dans ce cas,le résonateur 5 n'exerce aucun effet sur I'oscillatcur 6. La forme d'onde B indique la modification subie par le courant d'oscillation de ltoscillateur 6 sous l'influence du résonateur 5 en état de résonance quand la pression de pneumatique est normale en marche. Dans la section B de la figure 4,un segment B1 indique la forme d'onde apparaissant quand le résonateur 5,fiXé à la roue,approche de l'oscillateur 6 du fait que la roue tourne.Sur ce segment B12 quand le résonateur 5 approche de l'oscillateur 6,il absorbe l'énergie d'oscillation,de sorte que le courant d'oscillateur devient anormal et prend une amplitude presque nulle.Le segment B2 indique la forme d'onde apparaissant quand le résonateur 5 s'écarte de l'oscillateur-. Sur ce segment B2,1'oscillateur 6 cesse de subir l'action du résonateur 5,de sorte que son courant d'oscillation reprend l'amplitude initiale.En conséquence, les formes d'onde indiquées sur les segments B1 et B2correspondent au cas où un signal d'une certaine amplitude subit une modulation d'amplitude. Le signal de sortie de l'oscillateur 6,engendrant la forme d'onde représentée sur la figure 4,est reçu par le détecteur 7 de l'unité de traitement de signal 10 et le comparateur 8 compare la tension d'une amplitude fixe (correspondant aux segments A et B2 portés sur la figure 4) et la tension d'amplitude modulée (correspondant au segment B1 porté sur la figure 4). La figure 5 représente le signal de sortie du comparateur 8. Sur cette figure, le segment D correspond aux parties A et B2 de la figure 4 et le segment C la partie B1 de la figure 4. Le comparateur 8 a la structure voulue pour engendrer une impulsion quand la différence d'amplitude entre les segments B1 et B2 dépasse un niveau donné et pour ne pas engendrer d'impulsion quand la différence d'amplitude entre les segments A et B2 devient inférieure à ce niveau. Le signal de sortie du comparateur 8,ayant la forme d'onde représentée sur la figure 5,est intégré par l'intégrateur 9 de l'unité de traitement de signal 10, qui engendre la forme d'onde indiquée sur la figure 6. Autrement dit,l'intégrateur amorce l'int6- gration sur le bord menant d'une impulsion comprise dans le segment C (figure 5)et la termine par le bord arrière.Ainsi,des impulsions telles que représentées sur la figure 5 sont engendrées en continu pendant la marche normale,de sorte que le signal de sortie de l'intégrateur 9 prend une forme d'onde intégrale indiquée par le segment E sur la figure 6 et arrive finalement à saturation, mais qu'en régime anormal,c'est-å-dire quand la pression de pneumatique est réduite et que le véhicule est arrêté,il apparaît des formes d'onde à amplitude atténuée inférieure à un niveau SL prXfi- xé,comme indiqué pour le segment porté en F sur la figure 6,et d'amplitude nulle. Quand la pression d'un pneumatique tombe,pour quelque raison,en deça de la valeur préfixée pendant la marche du véhicule, le contacteur détecteur de pression 4 de la section de résonance 1 s 1ouvre,le résonateur 5 cesse de fonctionner et l'oscillateur 6 engendre un signal d'oscillation continu tel qu'indiqué en A sur la figure 4,de sorte que le signal de sortie du comparateur 8 prend une amplitude nulle, comme indiqué en D sur la figure 5;autrement dit,aucune impulsion n'est engendrée et, en conséquence, l'amplitude de la forme d'onde indiquée en F sur la figure 6 devient inférieure au niveau préfixé SL ou nulle. Quand cette amplitude tombe en deça du niveau préfixé SL,le circuit logique 11 décèle le signal de sortie de l'intégrateur et un signal d'alarme apparaît sur l'indicateur 12.Quand cet indicateur 12 est une lampe-témoin,l'éclairement de cette lampe signale au conducteur du véhicule que la pression du pneumatique est tombée au-dessous de la valeur prescrite. Dans ce cas,on peut aussi opérer une signalisation en couleur,la lampe-témoin s'éclairant en bleu quand la pression de pneumatique est normale et en rouge quand cette pression est anormale. On choisit la relation entre le niveau préfixé SL suscité et la constante de temps de décharge de l'intégrateur de façon que la caractéristique de décharge de l'intégrateur représentée sur la figure 6 ne dépasse pas le niveau préfixé SL pour une vitesse de marche faible,par exemple de 10 km/h. On va maintenant décrire divers modes de pose du dispositif avertisseur selon l'invention. La figure 7 représente la section de résonance 1 du dispositif avertisseur selon l'invention fixée sur une partie périphérique d'un + oue, par un exemple dans un logement ménagé dans le pan incliné de la jante 21 soutenant le pneumatique 20. Dans cette réalisation,la section d'oscillation 2 est fixée au châssis 22 par une patte coudée 23,en regard du logement de la jante. La section d'oscillation 2 est reliée à la section de signalisation 3 par un câble 14. La section est montée, par exemple,sur le tableau de bord en face du siège du conducteur. La figure 8 montre la section de résonance 1 du dispositif selon l'invention fixée sur un rebord 24 de la jante. Sur la figure 8,les organes décrits à propos de la figure 7 conservent les mêmes références numériques. Dans cette réalisation, la section de résonance 1 est fixée sur le rebord 24 de la jante 21,de façon qu'une valve 25 communique avec le contacteur détecteur de pression 4 de la section de résonance 1 à travers un écrou capuchon 26, vissé sur la valve 25,et un tuyau à air 27. Les figures 9 et 10 montrent comment le résonateur 5 passe à l'état actif (figure 9) ou inactif (figure 10) par ouverture ou fermeture du contacteur détecteur de pression 4 de la section de résonance 1 représentée sur la figure 7 selon la pression régnant dans le pneumatique. La figure 9 illustre le cas où il règne dans le pneumatique 20 une pression normale et où le contacteurdétecteur 4 est donc fermé. Dans cette réalisation, la section de résonance 1 comprend un corps 33,en résine moulée,qui présente un rebord 31 et une tige à redan filetée 32,dans laquelle sont scellés une bobine résonnante30 et un condensateur C,un boîtier 34,vissé sur le tronçon large fileté 32' de la tige définissant avec le tronçon de diamètre réduit 32" de la tige en résine moulée32 un logement 35, contenant un ressort 36;;une lame de contact métallique 37 porte contre une extrémité libre du ressort 36 et peut entrer en contact avec des plots 30', 30",formés par les extrémités de la bobine,saillant sur la face extrémité du tronçon réduit 32" de la tige 32 ,un diaphragme 38 pressant la lame de contact 37 contre les plots 30' et 30",à l'encontre du ressort 36,quand la pression régnant dans le pneumatique est normale, et une plaque 40 de mise sous pression du soufflet,percée en son milieu d'un passage d'air 39 et vissée dans le boîtier cylindrique 34. Ici,le contacteur détecteur de pression de la section de résonance 1 indiquée sur la figure 2 comprend le soufflet 38,la lame de contact 37 et le ressort 36.Si la section de résonance 1 est fixée sur une roue, le rebord 31 et le boitLer/ressort cylindrique 34 sont fixés sur la jante 21 de la roue,avec interposition de deux joints toriques 41,42. La tige à redan 32 est insérée dans un trou percé dans le pan incliné de la jante 21, avec interposition de joints toriques 41 et 42,et le boîer/tessort taraudé 34 est vissé sur le tron çon fileté de la tige à redan 32, à partir de l'intérieur du pneumatique 30,puis scellée.Le ressort 36 est inséré dans le logement défini entre le tronçon réduit 32" de la tige 32 et le boîtier 34, et la lame de contact 37 ainsi que le diaphragme 38 sont placés sur l'extrémité libre du ressort.On fixe le diaphragme 38 en vissant la plaque presseuse 40 associée dans le tronçon d'extrémité du boîtier 34,ce qui immobilise le pourtour du diaphragme 38 sur le boîtier 34. Quand la pression régnant dans le pneumatique est normale, le diaphragme 38 est pressé contre l'extrémité du tronçon de tige réduit 32",à l'encontre du ressort 36,par la pression interne du pneumatique 20,transmise par le passage d'air 39 ménagé au centre de la plaque presseuse 40,de sorte que la lame de contact 37 réunit en court-circuit les extrémités 30' et 30" de la bobine résonnante. Par contre, quand la pression régnant dans le pneumatique subit une baisse anormale,le diaphragme 38 et la lame de contact 37 sont repoussés vers la plaque presseuse 40 du diaphragme par le ressort 36,comme représenté sur la figure l0,de sorte que la lame de contact 37 s'écarte des plots 30' et 30" et que le résonateur 5 passe donc à l'état inactif. Les figures 11 et 12 représentent la structure conférée au contacteur détecteur de pression 4 de la section de résonance 1 quand cette section 1 est fixée sur le rebord de la jante comme représenté sur la figure 8. La figure 11 indique l'état que présente le contacteur détecteur 4 lorsqu'une pression normale règne dans le pneumatique 20. Dans cette réalisation,le contacteur 4 comprend un diaphragme 50, un piston 51 et une rondelle de contact 52. On forme un tronçon cylindrique du piston 51 en vissant les uns dans les autres un presse-ressort métallique 53,une bague isolante 54,un corps de cylindre métallique 55 et un presse-diaphragme 56. Dans ce cas,une chambre de ressort 57 est ménagée entre le piston 51 et le presse-ressort métallique 53, la bague isolante 54 et le corps de cylindre 55,et cette chambre reçoit un ressort métallique 58. Le presse-ressort 53 et le presse-diaphragme 56 présentent respectivement des bornes 59,60 et des plaquettes de connexion 61,62;1a bobine de résonance 30 et le condensateur C du résonateur 5 sont reliés à ces plaquettes de connexion 61,62 et assemblés d'un seul tenant.Le pressediaphragme 56 est percé en son centre d'un trou définissant un passage d'air 63 et ce passage communique avec la valve 25 à travers le tuyau d'air 25 et l'écrou capuchon 26 représentés sur la figure 8. Quand la pression interne du pneumatique est normale,cette pressiontransmise au diaphragme 50 à travers la valve 25,l'écrou capuchon 26,le tuyau d'air 27 et le passage d'air 63-enfonce le piston 51 à l'encontre du ressort 58;la rondelle de contact 52, posée sur le rebord 51' du piston Sl,entre alors en contact avec un épaulement 55' du corps métallique 55. Le résonateur 5 est ainsi alimenté à travers la barwettede connexion 61,la borne 59,le presse-ressort métallique 53,le ressort métallique 58,la rondelle de contact 52,le corps métallique 55,le presse-diaphragme 56,la borne 60 et la barrette de connexion 62. Quand la pression interne du pneumatique baisse anormalement, le diaphragme 50 et le piston 51 sont repoussés contre le presse diaphragme 56 à l'encontre du ressort 58,comme représenté sur la figure 12,de sorte que l'épaulement 55' du corps métallique 55 se sépare de la rondelle de contact 52 et que le résonateur 5 passe à l'état inactif. Bien entendu,la description qui précède n'est pas limitative et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes sans que l'on sorte de son cadre. Par exemple,on peut utiliser,pour déceler que le mode d'oscillation de l2oscillateur change,un moyen détecteur de fréquence. Dans ce cas,le détecteur 7 est un détecteur de fréquence et le comparateur doit avoir la structure voulue pour engendrer des impulsions de sortie en cas de modification de la fréquence. -REVENDICATIONS- 1. Dispositif avertisseur destiné à signaler une baisse de pression d'un pneumatique en convertissant une pression de pneumatique anormale,décelée par un contacteur détecteur de pression,en un signal électrique et en engendrant un signal d'alarme, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend:un oscillateur à bobine oscillante fixé sur un côté du châssis du véhicu- le; un résonateur,constitué par une bobine de résonance et par un condensateur,fixé sur une partie périphérique de la roue portant le pneumatique,près de la bobine oscillante et de façon à entrer en résonance avec une onde électromagnétique rayonnée par la bobine oscillante;une unité de traitement de signal comportant un détecteur apte à déceler une variation subie par les oscillations engendrées dans l'oscillateur du fait que le résonateur prend et quitte l'état de résonance selon la pression régnant dans le pneumatique,et conçue pour traiter un signal décelé par ce détecteur;et un avertisseur apte à engendrer un signal d'alarme d'après le signal de sortie de cette unité de traitement de signal. 2. Dispositif avertisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit détecteur est constitué par un circuit détecteur d'amplitude. 3. Dispositif avertisseur selon la revendication l,carac- térisé en ce que ledit détecteur est constitué par un circuit détecteur de fréquence. 4. Dispositif avertisseur selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit résonateur comprend un contacteur détecteur de pression comportant un élément qui établit un contact lorsqu'apparaît une modification anormale de la pression régnant dans le pneumatique. 5. Dispositif avertisseur selon l'une des revendications 1 à 4,caractérisé en ce que l'unité de traitement de signal comprend un détecteur d'amplitude ou de fréquence,un comparateur pour comparer le signal de sortie du détecteur avec un signal étalon afin d'engendrer un signal pulsé,un intégrateur pour intégrer le signal de sortie pulsé du comparateur,et un circuit logique pour traiter logiquement le signal de sortie de l'intégrateur. 6. Dispositif avertisseur selon l'une des revendications 1 à 5,caractérisé en ce que ledit oscillateur a une fréquence d'oscillation de 20 kHz à 10 MHz. 7. Dispositif avertisseur selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit oscillateur a de préférence une fréquence d'oscillation de 100 kHz à 5 MHz.