Brevet FR2497948A1 — publié le 19820716

1. La présente invention concerne un système de con- trôle permettant de détecter à distance la pression des pneumatiques d'un véhicule et d'indiquer au conducteur si cette pression est anormale. On a mis au point dans l'art antérieur des sys- tèmes de détection de pression d'air, mais ces systèmes présentent une construction complexe et chère et n'ont pas toujours un fonctionnement fiable. Au contraire, le système unique de la présente invention est d'une construc- tion relativement simple et peu coûteuse et donne des ré- sultats précis et fiables. La présente invention concerne un système d'in- terrogation pour le contrôle à distance de la pression d'air dans un pneumatique monté sur la roue d'un véhicule. Le système d'interrogation comprend un transpondeur passif qui est fixé à la roue et comporte une diode à semi-con- ducteur, une antenne reliée à la diode, un moyen de détec- tion de la pression d'air à l'intérieur du pneumatique,et un moyen permettant de protéger l'antenne contre les rayon- nements lorsque la pression d'air détectée dans le pneu se trouve à l'intérieur d'une plage normale désirée prédé- terminée, l'antenne étant exposée au rayonnement lorsque la pression d'air détectée se trouve à llextérieur d'au 2. 2497948 moins une extrémité de la plage normale désirée. Des moyens de transmission sont prévus dans le véhicule pour transmettre le rayonnement électromagnétique au transpon- deur passif afin de l'interroger effectivement, la diode répondant au rayonnement reçu, lorsque l'antenne est expo- sée, et produisant un signal de réponse qui est retrans- mis à partir de l'antenne. Enfin, le système d'interroga- tion comprend un moyen de réception placé dans le véhicu- le qui reçoit le signal de réponse et produit une sortie indiquant au conducteur du véhicule que la pression d 'air du pneumatique se trouve audelà d'une extrémité de la plagenormale désirée. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints dans lesquels: La figure 1 représente schématiquement les compo- sants électriques d'un système d'interrogation selon la pré- sente invention; la figure ne représentant que la diode et l'antenne du transpondeur passif; et Les figures 2, 3 et 4 représentent chacune le transpondeur passif en coupe, pour différentes pressions d'air du pneumatique, la figure 2 représentant le trans- pondeur lorsque la pression d'air est normale, la figure 3 lorsque cette pression est au-dessous de la valeur normale, et la figure 4 lorsque la pression est au-dessus de la va- leur normale. On étudiera tout d'abord la construction du trans- pondeur passif en liaison avec les figures 2, 3 et 4. La partie de base 10 du transpondeur de forme cylindrique (de préférence en métal) peut être insérée dans une ouverture pour y être fixée de la jante d'une roue de façon que la partie inférieure de cette base se trouve à l'intérieur de la chambre à air formée par le pneumatique et la jante,se trouvant ainsi dans une position permettant de détecter la pression de l'air du pneumatique. En variante, le trans- pondeur pourrait être dimensionné de manière appropriée de façon que des filets lOa facilitent le vissage du transpon- 3. 2497948 deur dans les filets extérieurs de la tige de valve classi- que du pneu.De fait, le transpondeur pourrait même être incorporé dans le flanc du pneumatique. Le transpondeur fonctionnera correctement si le pneumatique est station- naire ou tourne à une vitesse élevée. Un bouchon 11, qui est fixé à un soufflet métalli- que 12,est réglé en fonction de la plage de pressions d'air normales souhaitée pour le pneu que l'on veut sur- veiller. Supposons, par exemple, que le transpondeur re- présenté est étalonné correctement par le bouchon 11 pour une pression de pneu de 2,25 + 0,15 bars. La plage normale- aura par conséquent une largeur de 0,30 bars. Lorsque la pression se trouve dans cette plage, la pression d'air ré- gnant à l'intérieur du soufflet 12, et par conséquent à la partie inférieure 15a dFune tige 15 sera équilibrée par un ressort en spirale 16 et la tige se trouvera dans la position représentée en figure 2. Dans cette position norma- le de la tige 15, une partie de forme sphérique 15b de la tige se trouve à l'intérieur d'une ouverture 18a pratiquée dans un plateau 18 en matériau élastique tel que le caout- chouc. La partie inférieure 18b du plateau 18 est fixée à la base 10. L'ouverture 18a est normalement beaucoup plus petite que la partie en forme de sphère 15b de sorte que, dans la position de l'ensemble 15 représentée en figure 2, la partie sphérique 15b (qui peut être massive) pousse la partie supérieure 18c du plateau dans le sens radial diri- gé vers l'extérieur malgré la tension d'un ressort circu- laire en spirale 19. Avec la partie supérieure 18c dispo- sée comme indiqué en figure 2, un écran électromagnétique de forme cylindrique 21 est maintenu dans une position relativement élevée par cette partie 18c et ne peut être abaissée par la tension d'un ressort en spirale 22. La tige 15 comprend également une partie en for- me de bille 15c (qui peut être en verre) pour la fixation d'une diode à semi-conducteur 24 du transpondeur passif. La diode comporte des fils métalliques 24a et 24b qui sont reliés respectivement à son anode et sa cathode et ces fils 4-.2497948 fonctionnent normalement en antenne pour recevoir et ré- émettre des signaux. Cependant, comme cela apparaîtra, le conducteur 24b sera toujours protégé contre les rayonne- ments, de sorte qu'il sera ignoré en ce qui concerne la réception et la réémission. D'autre part, le conducteur 24a servira d'antenne pour la diode 24 et sera par consé- quent réalisé de préférence en métal rigide, se supportant de lui-même et ayant une section appropriée. Compte tenu de la position de l'écran 21 et de la tige 15 dans la figure 2, il apparaît que la diode 24 et l'antenne 24a sont complètement protégées contre les rayon- nements. Ainsi, si le transpondeurest interrogé lorsque la pression du pneumatique est normale, la diode 24 ne sera pas alimentée et ne répondra pas. Supposons maintenant que la pression de l'air du pneumatique tombe de la pression normale de 2,25 bars à, par exemple, 2 bars. Dans ces conditions, le ressort 16 poussera la partie 15a de la tige vers le bas de façon à établir un nouvel équilibre entre le ressort en spirale et la pression plus basse régnant à l'intérieur du souf- flet 12 comme représenté en figure 3. La partie de forme sphérique 15b est par conséquent entraînée vers le bas et se dégage de l'ouverture 18a à la suite de quoi le ressort circulaire 19 pousse la partie supérieure 18c du plateau 18 vers l'intérieur dans le sens radial, de sorte que sa section circulaire sera inférieure à la section circulaire de l'intérieur de l'écran 21. Le ressort 22 pousse par conséquent l'écran 21 vers le bas jusqueà ce que sa lè- vre supérieure 21a soit en contact avec un chapeau 26 qui est vissé sur la partie supérieure de la base 10. L'écran 21 se trouvant emboîté dans la base 10 comme représenté en figure 3, l'antenne 21a s'étendra dans l'ouverture 21b et sera bien exposée à tout rayonnement incident. Dans la position du transpondeur représentée en figure 4, on suppose que la pression de l'air du pneumati- que est supérieure à la plage normale (2,1-2,4 bars). Sup- posons que, par exemple, la pression de l'air est de 2,6 - 2497948 bars. La partie 15a sera par conséquent poussée vers le haut jusqu'à un nouveau point d'équilibre, à la suite de quoi la partie 15b sera placée au-dessus du plateau 18 et le plateau sera comprimé par le ressort 19, ce qui permet- tra à l'écran 21 de descendre jusqu'à sa position rétrac- tée. L'antenne 24a sera par conséquent, dans ces condi- tions dehaute pression, encore plus exposée que dans le cas des basses pressions représentées en figure 3. Naturellement, alors que l'écran 21 se déplace, dans le mode de réalisation représenté, lorsque la pres- sion de l'air du pneumatique tombe au-dessous de la valeur normale ou augmente au-dessus de la valeur normale, l'écran peut être fixé en position à tout instant et l'an- tenne être seule à se déplacer. Un agencement approprié d'émission et de récep- tion pour l'interrogation de l'état du transpondeur pas- sif des figures 2, 3 et 4 est représenté en figure 1. Na- turellement,ce circuit serait placé dans le véhicule dont on surveille la pression des pneus. Dans la figure 1, un si- gnal de 40 hertz produit par un oscillateur 31 est divisé par un diviseur 32 de façon à donner un signal de modula- tion de 10 hertz destiné à un circuit de commande de modu- lateur 34, dont la sortie commande une diode gunn 35. De préférence, une cavité 36 est accordée à 10,525 gigahertz ou 10,525 x 109hertz. Par conséquent, le signal transmis comprendra une onde porteuse d'une fréquence de 10,525 gigahertz avec des bandes latérales de 10 hertz. Lors- que la pression de l'air du pneu se trouve au-dessus ou au-dessous de la plage normale souhaitée, l'antenne 24a sortira de l'ouverture 21b et sera exposée au rayonnement électromagnétique provenant de l'antenne de transmission. Comme cela est bien connu dans l'art, une diode est exci- tée par un tel rayonnement incident auquel elle répond et produit, pour retransmission par ses conducteurs, une sé- rie de composantes de signal ayant des fréquences liées aux signaux reçus. Parmi ces signaux produits par la dio- de 24 (qui est de préférence une diode Schottky) se trou- 6. 2497948 vent les signaux d'harmonique de rang 2 des signaux rayon- nés par l'émetteur. Ce sont ces signaux de rang 2 (21,05 gigahertz 20 hertz qui seront sélectionnés par l'anten- ne de réception. La cavité 37 sera par conséquent accor- dée à 21,05 gigahertz. Une diode 38 'qui peut également être une diode Schottky) sert de diode de mélange pour le battement des trois signaux reçus, c'est-à-dire les signaux de 21,05 gigahertz, 21,05 + 20 hertz, et 21,05 - 20 hertz. Un signal de battement de 40 hertz sera par conséquent pro- i;) duit par la diode 38 lorsque l'antenne 24a est exposée de façon à permettre à la diode 24 de répondre au rayonnement provenant de l'émetteur. La présence du signal de batte- ment de 40 hertz sera détectée de la manière classique par un détecteur synchrone 41, lequel produit à son tour une sortie pour l'actionnement d'un voyant 42 qui fournit une indication visuelle sur le tableau de bord du véhicule, in- dication signalant au conducteur que la pression de l'air du pneumatique est anormale. Bien que non représenté, un pré-amplificateur utilisant un signal de polarisation en conjonction avec une diode de mélange peut être utilisé pour renforcer le signal provenant de la diode 24. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de varian- tes qui apparaîtront à l'homme de l'art. 7- 2497948 REVENDICATIONS 1 - Système d'interrogation pour contrôle à dis- tance de la pression de l'air d'un pneumatique monté sur une roue de véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend: - un transpondeur passif fixé à la roue et com- prenant une diode à semi-conducteur (24), une antenne (24a) reliée à la diode, un moyen de détection (15, 18) pour détecter la pression d'air à l'intérieur du pneumati- que; et un moyen d'écran (21) pour protéger l'antenne contre les rayonnements lorsque la pression d'air détectée dans le pneumatique se trouve à l'intérieur d'une plage normale désirée prédéterminée,l'antenne étant exposée au rayonnement lorsque la pression d'air détectée se trouve à l'extérieur d'au moins une extrémité de la plage norma- le désirée; - un moyen d'émission (31-36) placé dans le véhi- cule pour transmettre un rayonnement électromagnétique vers le transpondeur passif et l'interroger effectivement, la diode répondant au rayonnement reçu, lorsque l'antenne est exposée, et produisant un signal de réponse qui est retransmis par l'antenne; et - un moyen de réception (31, 37-42) placé dans le véhicule pour recevoir le signal de réponse et produi- re à partir de celui-ci une sortie indiquant au conduc- teur du véhicule que la pression de l'air du pneumatique est au-delà d'au moins une extrémité de la plage normale désirée. 2 - Système d'interrogation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal de réponse est produit et retransmis chaque fois que la pression de l'air du pneu- matique se trouve à l'extérieur de soit l'extrémité supé- rieure, soit l'extrémité inférieure de la plage normale désirée. 3 - Système d'interrogation selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le rayonnement électromagné- tique est un signal de radio-fréquence comprenant une onde porteuse modulée en amplitude ayant une fréquence porteuse présélectionnée, et en ce que le signal de répon- 8- 2497948 se comprend une onde porteuse modulée en amplitude ayant une fréquence de porteuse qui est un multiple de la fré- quence présélectionnée. 4 - Système d'interrogation selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le rayonnement électromagné- tique comprend une composante de signal ayant une fréquence prédéterminée, et en ce que le signal de réponse comprend une composante de signal qui est un harmonique de la fré- quence prédéterminée. 5 - Système d'interrogation selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que l'amplitude du moyen de transmission module un signal de radio-fréquence à une fré- quence de modulation prédéterminée de façon à fournir le rayonnement électromagnétique, en ce que la diode produit et retransmet l'harmonique de rang 2 du signal de radio- fréquence modulé en amplitude de façon à fournir le signal de réponse, et en ce que le moyen de réception détecte et répond à l'une des composantes de modulation du signal de réponse. 6 - Système d'interrogation selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le moyen d'écran est commandé par le moyen de détection de façon à protéger l'antenne lors- que la pression de l'air du pneumatique est normale et à exposer l'antenne lorsque cette pression est anormale. 7 - Système d'interrogation selonla revendica- tion 1, caractérisé en ce que le moyen d'écran protège la diode contre les rayonnements à tout instant que la pres- sion de l'air du pneumatique soit normale ou anormale. 8 - Système d'interrogation selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le moyen d'écran comprend un écran électromagnétique mobile (21) qui est positionné par le moyen de détection de façon à entourer et protéger l'an- tenne lorsque la pression de l'air du pneumatique se trou- ve à l'intérieur de la plage normale désirée, l'écran étant déplacé par le moyen de détection, de sorte que l1antenne sera exposée au rayonnement lorsque la pression de l'air du pneumatique tombe au-dessous de la plage désirée. 9' 2497948 9 - Système d'interrogation selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la diode et l'antenne sont positionnées par le moyen de détection en réponse à la pression d'air détectée à l'intérieur du pneumatique. 10 - Système d'interrogation selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le moyen de transmission com- prend une diode gunn (35) et en ce que la diode à semi- conducteur, dans le transpondeur passif, est une diode Schottky (24).