Brevet FR2572029A1 — publié le 19860425

CAPTEUR DE LA PRESSION DE GONFLAGE D'UN PNEUMATIQUE DE VEHICULE La présente invention a pour objet un capteur permettant au conducteur d'un véhicule de connaître la pression à laquelle sont gonflés les pneumatiques du véhicule qu'il conduit. De nombreuses solutions ont été proposées depuis longtemps pour résoudre ce problème. Certaines réalisations à base mécanique ou électrique comparent la vitesse de rotation des roues lorsque le véhicule se déplace. Malgré l'indéformabiljté des bandes de roulement des pneumatiques modernes, il y a une faible différence entre un pneumatique normalement gonflé et un pneumatique sous-gonflé. Ces réalisations ont l'inconvénient d'avoir une réponse lente du fait de la -faible variation à mesurer. D'autres réalisations relient l'intérieur du pneumatique à une capsule manométrique dont le contact se ferme lorsque la pression dépasse une valeur déterminée ou bien l'inverse, la liaison électrique entre le châssis et la roue étant faite par un contact tournant ou son équivalent sans contact. Une solution utilisée sur pneumatique d'avion consiste à disposer à l'intérieur du pneu une véritable chaine de mesure télémétrique à pile dont l'information est transmise par un dispositif sans contact. L'invention vise à réaliser un capteur de pression de pneumatique plus simple mais tout aussi performant et dont le prix est mieux adapté à une automobile. A cet effet, l'invention a pour objet un capteur de la pression de gonflage d'un pneumatique de roue de véhicule, du type incluant une liaison sans contact entre la jante supportant le pneumatique et une partie fixe du véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend, dans une enceinte reliée au volume intérieur du pneumatique, un élément sensible à la pression du type à variation de capacité relié à une bobine pour constituer avec celle-ci un circuit oscillant dont la fréquence naturelle dépend de la pression de gonflage du pneumatique. Suivant une caractéristique de l'invention, l'élément sensible à la pression est du type microusiné au silicium. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est prévu sur la partie fixe du véhicule une bobine venant en regard de la bobine mobile du capteur à chaque tour de roue. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'une au moins des bobines fixe et mobile est constituée de spires planes gravées sur un support isolant. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la partie non en regard des bobines fixe et mobile est protégée par une plaque en métal magnétique amorphe. Suivant une autre caractéristique de l'invention, on applique ux bornes de la bobine fixe un courant à fréquence variable périodique et il est prévu des moyens de détection de la variation de courant dans la bobine fixe lorsque la résonance se produit dans la bobine mobile. Suivant encore une autre caractéristique de l'invention, il est prévu des moyens pour envoyer dans la bobine fixe des impulsions de courant brèves -et à flancs raides susceptibles d'exciter la résonance de la bobine mobile sur la capacité de l'élément sensible et il est prévu des moyens pour détecter ladite résonance par couplage temporaire entre les bobines fixe et mobile. L'invention sera maintenant décrite plus en détail en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue en coupe d'un pneumatique sans chambre à air monté sur une jante munie d'un élément sensible à la pres sion, une bobine fixée sur le bras de roue captant les infor mations de l'élément sensible - la figure 2 est une vue agrandie, en coupe, de la partie mobiles montée sur la jantes du capteur - la figure 3 est une vue agrandie, en coupe, de la bobine fixe montée sur le bras de roue ; et - la figure 4 est un diagramme en fonction du temps des fréquences et des courants parcourant la bobine fixe placée sur le bras de roue. Sur la figure 1, nous distinguons une jante 1 dont l'axe de rotation est 2. Cette jante porte un pneumatique 3a, 3b. Elle est traversée par la partie mobile 4a dsun capteur 4, vissée sur la jante en 5 avec une ouverture 6 débouchant dans une chambre 7 reliée de façon étanche à l'intérieur du pneumatique et dans laquelle se trouve un élément sensible à la pression, de type capacitif, 8 relié à un circuit plan 9 portant des spires de bobinage 10 La partie fixe 4b du capteur 4 comprend au moins une bobine fixe Il placée à une certaine distance en regard de la bobine mobile 10 sur un circuit plan 12 et une pièce de support 13 reliée au bras de roue. A chaque tour, la bobine- 10 passe devant au moins une bobine fixe 11. Sur la figure 2, coupe agrandie de la partie mobile 4a du capteur 4, apparaissent les éléments constitutifs principaux de l'élément sensible 8, à savoir une pastille de silicium 14 microusinée de manière à former en 15 une membrane flexible soumise à la pression de la cavité 7, une plaque de verre métallisé 16 ménageant une microcavité 17 remplied'air sous pression à la température ambiante et formant avec la membrane 15 un microcondensateur relié par deux connexions 18 et 19 au bobinage 10. L'ensemble condensateur et bobine 10 constitue un circuit oscillant passif dont la fréquence propre dépend de la pression de gonflage du pneumatique. Une plaque de métal magnétique amorphe 20 permet de concentrer à l'extérieur vers la bobine Il le champ de la bobine 10. Une vis de règlage 26 et un ressort 27 permettent d'exercer un effort qui s'ajoute sur la membrane 15 à celui exerce par la pression régnant dans la chambre 7. La capacité initiale de l'élément sensible 8 peut donc être légèrement ajustée à la fabrication. Sur la figure 3 se retrouvent les spires de la bobine fixe 11 situées sur un support plan 12 derrière lequel a été placée une plaque mince 21 de métal amorphe magnétique pour concentrer le champ du capteur 4. Les extrémités 22 et 23 de la bobine Il sont reliées à un dispositif non décrit à travers une résistance de mesure 24 aboutissant en 25. La figure 4 montre le diagramme de fonctionnement du capteur 4 en fonction du temps. Sur la courbe 4a sont représentées les variations en fréquence entre F1 et F2 d'une tension appliquée entre les bornes 23 et 25. Sur la courbe 4b est indiquée la réponse de la bobine tournante 10 lorsqu'elle vient en regard de la bobine fixe 11. Cette réponse se traduit par une variation de courant dans la résistance 24. Sur la courbe 4c est représentée une variante se substituant à la variation de fréquence représentée en 4a. Dans=cette variante 4c, on applique aux bornes 23, 25 des impulsions de courant très brèves et très raides qui induisent le même type de réponse sur le circuit oscillant de la partie mobile 4a. Par suite du couplage existant entre les bobines, on recueille dans la résistance 24 un courant variable qui se rapproche de celui de la figure 4b et qui est une image de la pression de gonflage du pneumatique 3a,3b. REVENDICATIONS. 1.Capteur de la pression de gonflage d'un pneumatique de roue de véhicule du type incluant une liaison sans contact entre la jante (l) supportant le pneumatique (3a, 3b) et une partie fixe (Il, 12, 13) du véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend, dans une enceinte (7) reliée au volume intérieur du pneumatique (3a, 3b),un elément sensible à la pression (8) du type à variation de capacité relié à une bobine (10) pour constituer avec celle-ci un circuit oscillant (8, 10) dont la fréquence naturelle dépend de la pression de gonflage du pneumatique (3a, 3b). 2. Capteur de pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément sensible à la pression (8) est du type microusiné au silicium. 3. Capteur de pression selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est prévu sur la partie fixe (13) du véhicule une bobine (11) venant en regard de la bobine mobile (10) du capteur (4) à chaque tour de roue. 4. Capteur de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'une au moins des bobines fixe et mobile (10, 11) est constituée de spires planes gravées sur un support isolant. 5. Capteur de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la partie non en regard des bobines fixe et mobile est protégée par une plaque en métal magnétique amorphe (20, 21). 6. Capteur de pression selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il est appliqué aux bornes (23, 25) de la bobine fixe un courant à fréquence variable périodique et en ce qu'il est prévu des moyens (24) de détection de la variation de courant dans la bobine fixe (lui1 lorsque la résonance se produit dans la bobine mobile (10). 7. Capteur de pression selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens pour envoyer dans la bobine fixe (11) des impulsions de courant breves et à flancs raides susceptibles d'exciter la résonance de la bobine mobile (10) sur la capacité de l'élément sensible (8) et qu'il est prévu des moyens pour détecter ladite résonance par couplage temporaire entre les bobines (10) et (il).