Brevet FR2619056A1 — publié le 19890210

La présente invention concerne un dispositif pour détecter et afficher la pression des pneus d'un véhicule. Plus particulièrement, elle concerne un dispositif qui per- mette de mesurer la pression de chaque pneu du véhicule concerné et d'afficher cette pression en permanence, par exemple sur le tableau de bord, et/ou de détecter les pres- sions supérieures ou inférieures à la normale pour actionner un signal d'alarme sonore ou lumineux & l'intention du con- ducteur. Pour des raisons de simplification, cette double fonction de mesure permanente et de surveillance sera dési- gnée par le mot "détection". Un but de l'invention est donc de fournir au conduc- teur d'un véhicule des informations sur la pression des pneus et sur ses variations, que le véhicule concerné soit muni de freins à disque ou à tambour, tout en supprimant l'obligation de se trouver à l'arrêt et pourvu de l'équipe- ment nécessaire lorsque l'on souhaite mesurer la pression de ses pneus. Comme on le sait, cette pression joue un rôle impor- tant dans le confort et la sécurité des véhicules automobi- les: une pression trop faible rend la conduite difficile, et elle augmente la consommation d'essence, ainsi que l'usu- re des pneus. A l'inverse, une pression trop forte diminue la stabilité du véhicule et peut causer des éclatements de pneus. Il est donc souhaitable de "détecter" la pression de ces derniers au cours de la conduite, mais les appareils de mesure actuellement disponibles ne font pas partie intégran- te du véhicule, de sorte qu'ils ne sont pas d'un emploi com- mode, et ceci peut se traduire par des accidents. C'est pour pallier ces difficultés que la présente invention prévoit un dispositif de "détection" du genre spé- cifié ci-avant caractérisé par le fait qu'il comprend, pour chaque pneu, un détecteur de pression qui est fixé au centre de l'arbre de la roue sur laquelle est monté le pneu concer- né, et qui comporte un capteur pour convertir la pression 26 1 9056 régnant dans le pneu en un signal électrique, l'entrée de ce capteur étant reliée par un conduit d'air à la valve du pneu et sa sortie étant reliée par des conducteurs électriques à un dispositif d'affichage de la pression, avec interposition d'un Joint tournant entre la roue concernée et une partie fixe du véhicule. On comprend que cette disposition permet de trans- mettre la pression de chaque pneu au capteur et d'y conver- tir cette information mécanique en un signal électrique. Grâce au Joint tournant, ce signal peut passer vers une par- tie fixe du véhicule, et, en particulier, vers son tableau de hord. De préférence, le conduit d'air spécifié ci-avant est raccordé à l'une des branches d'un raccord en T dont une deuxième branche, montée sur la valve du pneu, comprend un doigt pour appuyer sur la tête de cette valve, cependant que sa troisième branche comprend une valve de substitution. Ainsi, l'air sous pression peut sortir du pneu par sa valve qui est ouverte par le doigt de la deuxième bran- che du raccord en T, et rejoindre le conduit d'air, puis le capteur, à travers ce raccord, cependant que la valve de substitution de sa troisième branche permet de gonfler ou de dégonfler le pneu en tant que de besoin. Bien entendu, le démontage de ce raccord en T rend à la valve du pneu sa fonction initiale. Avantageusement, la partie électrique du capteur selon l'invention comprend un rhéostat dont la résistance dépend de la pression du pneu correspondant. De préférence, ceci est réalisé grâce au fait que le curseur de ce rhéostat est relié par une transmission mécanique à l'extrémité d'un tube de Bourdon qui en commande les déplacements et dans le- quel débouche le conduit d'air sous pression provenant du pneu. Les spécialistes en la matière comprendront aisément que, l'intérieur du tube de Bourdon étant ainsi en communi- cation directe avec l'intérieur du pneu, ce tube se déforme plus ou moins en fonction de la pression et, les déplace- ments de son extrémité libre étant transmis par un mécanisme au curseur du rhéostat, ce dernier modifie la résistance du rhéostat en liaison biunivoque avec la valeur de la pression du pneu. Bien entendu, le curseur du rhéostat et l'une de ses extrémités sont reliés à une source de tension appropriée, de sorte que les variations de la pression du pneu se traduisent finalement par les variations d'un signal électrique. Avantageusement, le Joint tournant interposé sur la liaison électrique entre le capteur et le dispositif d'affi- chage fixe du véhicule comprend un disque isolant qui est solidaire de la jante de la roue et coaxial avec cette der- nière, et qui présente un pôle électrique annulaire sur le- quel s'appuie élastiquement un balai fixe par rapport au véhicule, ce pôle annulaire et ce balai étant reliés élec- triquement au capteur et au dispositif d'affichage de la pression, respectivement. Ce Joint tournant permet ainsi de faire passer les signaux électriques du capteur de l'organe tournant qu'est la roue à une partie fixe du véhicule qui est généralement son tableau de bord. De préférence, le balai de ce joint tournant est mobile dans un siège solidaire du véhicule et il est poussé vers son pôle annulaire, perpendiculairement à ce dernier, par un ressort de compression. En outre, le disque isolant qui porte le pôle annulaire du Joint tournant en question est boulonné par un support dans le tambour de frein dans le cas d'une roue équipée d'un frein à tambour, ou directement à l'intérieur de la Jante de la roue s'il s'agit d'un frein à disque. Dans une forme de réalisation avantageuse, le dis- positif d'affichage selon l'invention comprend, pour chaque pneu, un voltmètre qui est monté en parallèle sur le capteur et sur son joint tournant spécifiés ci-avant, qui est bran- ché, en série avec une résistance, sur l'alimentation du véhicule, et qui comporte, en parallèle, un condensateur d'anti-parasitage. Ce voltmètre peut être installé sur le tableau de bord du véhicule, du fait qu'il est branché entre la masse et la partie fixe du joint tournant, et il affiche en perma- nence une tension correspondant à la pression du pneu. Comme la lecture de quatre voltmètres-manomètres de ce genre sur un tableau de bord est difficile pour un con- ducteur dont l'attention est appelée & d'autres tâches, il peut être souhaitable de se contenter d'une alarme sonore et/ou lumineuse qui signale que la pression du pneu indiqué devient trop forte ou trop faible. Dans ce cas, la sortie électrique du capteur est reliée à une diode de surpression et à une diode de sous- pression dont chacune est connectée à un amplificateur qui permet de comparer la tension aux bornes du capteur à une tension maximale et à une tension minimale, les signaux de ces amplificateurs étant fournis à une porte OU qui actionne un dispositif d'alarme lorsque la tension aux bornes du cap- teur devient supérieure à la tension maximale ou inférieure à la tension minimale. Enfin, chaque détecteur de pression selon l'inven- tion est avantageusement protégé par un couvercle qui est fixé au moyen de boulons sur le centre de l'arbre de la roue correspondante. La description qui va suivre, et qui ne présente aucun caractère limitatif, permettra de bien comprendre com- ment la présente invention peut être mise en pratique. Elle doit être lue en regard des dessins annexés, parmi lesquels: - La figure i représente la structure du détecteur de pression pour pneus et de son dispositif d'affichage selon la présente invention; - La figure 2 montre une vue de côté de l'objet de la figure 1; - La figure 3 illustre une forme de réalisation d'un capteur selon l'invention; 26 1 9056 - La figure 4 représente un balai et un bloc isolant selon la présente invention; - La figure 5 est une vue de côté de l'objet de la figure 4; La figure 6 montre une vue en coupe d'une forme de réalisation d'un raccord en T selon l'invention; - La figure 7 montre une vue partielle d'une appli- cation de l'invention à un frein du type à disque; - La figure 8 est une vue en coupe de l'objet de la figure 7; - La figure 9 montre une vue partielle d'une appli- cation de l'invention à un frein du type à tambour; - La figure 10 est une vue en coupe de l'objet de la figure 9; - La figure 11 représente le schéma de principe d'une partie du dispositif d'affichage selon la présente in- vention; et: - La figure 11 représente le schéma de principe du reste du dispositif d'affichage selon la présente invention. Comme on le voit sur la figure 1 et sur la vue de côté correspondante de la figure 2, le dispositif selon la présente invention comprend un détecteur de pression 1 muni en son centre d'un capteur 2, les supports respectifs 4 et 3 de ces deux organes, et un couvercle de protection 5. L'en- trée pneumatique du capteur 2 est reliée à un conduit d'air ou conduit de liaison 6 pour mesurer la pression du pneu, et sa sortie électrique est reliée à un fil conducteur 7 qui transmet, par l'intermédiaire d'une borne 41, les signaux électriques du capteur 2 dont la résistance varie en fonc- tion de la pression du pneu. En d'autres termes, le capteur 2 transforme la pression régnant dans le pneu et transmise par le conduit d'air 6 en un signal électrique envoyé sur le fil 7. La figure 3 montre -une forme de réalisation d'un capteur selon la présente invention. Un tube 8 soumis à la, pression du pneu entraîne la déformation d'un tube dit "de Bourdon" 9 qui, par l'intermédiaire d'une tige 10 et d'un secteur denté 11, fait tourner un pignon 13 sur un rhéostat 12 de façon à modifier la résistance de ce dernier. L'une des bornes, 14, de ce rhéostat est à la masse, cependant que l'autre, 15, est reliée à la borne 41 du capteur 2 des figu- res 1 et 2. La figure 4 et la vue de côté correspondante de la figure 5 représentent un balai et un bloc isolant 16 consti- tué par un disque sur lequel est monté un pôle 17, les signaux électriques du capteur 2 étant transmis à ce dernier par le fil conducteur 7. Le bloc isolant 18 est destiné à être fixé sur un tambour de frein. Le balai 20 est monté dans un siège 19 pour maintenir le contact avec le pôle 17 grâce à l'élasticité d'un ressort 21 et pour transmettre les signaux électriques du pôle 17 à la sortie d'un fil conduc- teur 22. Le raccord en T 23 représenté sur la figure 6 com- prend trois branches de raccordement 24, 25 et 26 s'étendant dans trois directions différentes. L'extrémité de la branche de raccordement 24 est filetée pour être montée sur la valve 27 du pneu. Elle présente un doigt 28 pour ouvrir la tête 29 de la valve 27 et permettre ainsi à l'air sous pression de s'écouler par la branche 25, à l'extérieur du pneu et vers le détecteur de pression 1 des figures 1 et 2. Aussitôt que la branche 24 est dégagée de la valve 27, la tête 29 de cette dernière évite toute fuite d'air, cependant que la branche 24 comprend un raccord fileté 30 qui bloque la valve 27 en position ouverte. La branche de raccordement 25 est creuse, et elle peut être reliée au conduit d'air 6 au moyen d'un raccord fileté 31, de telle sorte que, lorsque la branche 24 est montée sur la valve 27, l'air sous pression qui s'écoule peut être amené dans le capteur 2 du détecteur de pression 1 (figures 1 et 2) par ce conduit de liaison. Enfin, la troisième branche 26 du raccord 26 est munie d'une valve 33 qui remplace la valve 27 lorsqu'il s'agit de gonfler le pneu. La vue éclatée de la figure 7 et la vue en coupe correspondante de la figure 8 montrent une forme de réalisation de la présente invention appliquée au cas d'un frein du type à tambour. Le détecteur de pression 1 est fixé au moyen de vis 34 à son support 4, au pneu 36 et au bloc isolant 18, Juste au centre de l'arbre de la roue. Une extrémité du détecteur de pression 1 est reliée à la valve 27 du pneu par le raccord en T 23 pour recevoir la pression de ce pneu, le conduit de liaison 6 entre ces deux organes étant fixé par une plaquette de serrage 34. L'autre extrémi- té du détecteur de pression 1 est reliée au fil conducteur 7 pour transmettre les signaux électriques au pôle 17, le bloc isolant 16 étant fixé à son support 18 au moyen de vis. On note encore sur les figures 7 et 8 les mâchoires 38 du frein et son tambour 37, ainsi qu'un couvercle de frein 39. Les figures 9 et 10 sont analogues, respectivement, aux figures 7 et 8, mais le frein à tambour y est remplacé par un frein à disque dont les garnitures sont représentées schématiquement en 42 et le disque en 43. Le schéma électrique de la figure 11 concerne le dispositif selon la présente invention qui permet d'afficher la pression mesurée par le capteur 2 de chaque pneu. Ce cap- teur est relié à la tension d'alimentation Vc du dispositif d'affichage par l'intermédiaire du pôle 17 et du balai 20 du joint tournant des figures 4 et 5, une résistance 44 étant interposée entre la borne o l'on trouve la tension Vc et la borne + 12V de la batterie du véhicule, et un condensateur 45 destiné à éliminer les parasites étant monté en parallèle sur le capteur 2 et le Joint tournant 17, 20. La résistance électrique du capteur 2 varie en fonction de la pression du pneu et modifie donc la tension Vo qui est mesurée par. un appareil 46 monté en parallèle, lui aussi, sur le capteur 2 et le joint tournant 17, 20. La figure 11 montre les circuits nécessaires pour un véhicule automobile normal à quatre pneus dont on détermine la pression indépendamment l'un de l'autre pour fournir quatre tensions distinctes a, b, c et d à la sortie de quatre dispositifs 47, 48, 49 et 50 identiques entre eux et correspondant chacun à un pneu. Il est ainsi possible d'installer quatre voltmètres 46 sur le tableau de bord du véhicule, chacun d'eux fournis- sant la pression d'un pneu, puisque ces appareils sont mon- tés entre la masse et la partie fixe 20 du joint tournant. Comme la lecture de quatre voltmètres est difficile, sur- tout lorsqu'il s'agit d'un conducteur dont l'attention est requise ailleurs, on peut préférer la solution qui consiste à déclencher un signal d'alarme sonore et/ou lumineux à cha- que fois que la pression d'un pneu devient inférieure ou supérieure à deux valeurs prédéterminées qui correspondent, respectivement, à des seuils de surpression et de sous- pressions dangereuses. Les quatre tensions a, b, c et d peu- vent alors être amenées au dispositif d'alarme dont le schéma électrique est représenté sur la figure 12. Lorsque la pression devient supérieure à un seuil prédéterminé dans l'un des pneus, cet état de fait est détecté par la diode correspondante 51, 53, 55 ou 57 dont la tension aux bornes est comparée à une tension de référen- ce 60 par un amplificateur opérationnel 59. De même, si la pression dans un pneu devient inférieure à une valeur prédé- terminée, ceci est détecté par l'une des diodes 52, 54, 56 et 58 dont la tension aux bornes est comparée à une tension de référence 62 par un amplificateur opérationnel 61. Les diodes 51 à 58 sont utilisées pour séparer les unes des autres les valeurs affichées pour les divers pneus. Une porte OU 63 reçoit les signaux provenant des amplificateurs 59 et 61 qui détectent les pressions anormalement élevées et anormalement basses, respectivement, et elle alimente une alarme 64 de type classique pour avertir le conducteur au moyen de signaux sonores et/ou lumineux. La mise en oeuvre de la présente invention peut entraîner un déséquilibrage des pneus. Il suffit alors de placer une masse sur les Jantes concernées pour corriger ce balourd qui est gênant à grande vitesse. Pour résumer, la pression du pneu est transmise par le raccord en T 2S de la figure 6 et le conduit de liaison 6 au capteur 2 des figures 1, 2 et 7 à 10. Le signal électri- que fourni par ce dernier grâce au rhéostat 12 de la figure 3 est transmis par l'intermédiaire du conducteur 7, du joint tournant 17, 20 et du conducteur 22 (figures 4 et 5> au dis- positif électrique des figures 11 et 12 qui alimente une alarme lumineuse et/ou sonore généralement montée sur le tableau de bord du véhicule. Ce dispositif peut indiquer la pression de chaque pneu et ses variations, et avertir en outre le conducteur lorsque cette pression devient anormale, ce qui constitue une sécurité importante pour les passagers. En outre, ce dispositif évite de devoir faire appel à des outils divers pour mesurer la pression des pneus, et, grâce à lui, il n'est plus nécessaire d'arrêter le véhicule pour pouvoir mesurer cette pression. Enfin, il élimine les risques d'accident liés aux négligences quant à la vérifica- tion de la pression des pneus. Sans sortir du cadre de l'invention, il serait pos- sible d'apporter des modifications aux formes de réalisation qui viennent d'être décrites. En outre, il convient de noter que le dispositif de l'invention a été défini comme un dis- positif "de détection et d'affichage" de la pression des pneus d'un véhicule, et non comme un dispositif "de mesure et de signalisation" de cette pression, ainsi que le vou- drait une terminologie couramment adoptée. En effet, c'est ici un système qui permet, non seulement de meurer la pres- S0 sion des pneus et de -signaler qu'elle dépasse certains seuils prédéterminés, mais encore de détecter les pressions anormales et d'afficher en permanence cette pression. Il s'agit donc d'un dispositif "de mesure, de détection, de signalisation et d'affichage", et c'est pour des raisons de concision bien évidentes qu'il a été appelé "dispositif de détection et d'affichage". 2 6 1 9 0 5 6 2619O56 - REVENDICATIONS - 1. Dispositif pour détecter et afficher la pression des pneus d'un véhicule, caractérisé par le fait qu'il comprend, pour chaque pneu, un détecteur de pression (1) qui est fixé au centre de l'arbre de la roue sur laquelle est monté le pneu concerné, et qui comporte un capteur (2) pour convertir la pression régnant dans le pneu en un signal électrique, l'entrée de ce capteur étant reliée par un conduit d'air (6) à la valve (27) du pneu et sa sortie étant reliée par des conducteurs électriques (7, 22) à un dispositif d'affichage de la pression (47 à 64), avec interposition d'un Joint tournant (17, 20) entre la roue concernée et une partie fixe du véhicule. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit conduit d'air (6) est raccordé à l'une des branches d'un raccord en T (23) dont une deuxième branche, montée sur la valve (27) du pneu, comprend un doigt (29) pour appuyer sur la tête (29) de cette valve (27), cependant que sa troisième branche comprend une valve de substitution (33). 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la partie électrique dudit capteur (2) comprend un rhéostat (12) dont la résis- tance dépend de la pression du pneu correspondant. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le curseur dudit rhéostat trémité d'un tube de Bourdon (9) qui en commande les déplacements et dans lequel débouche ledit conduit (6) d'air sous pression prove- nant du pneu. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que ledit Joint tournant com- prend un disque isolant (16) qui est solidaire de la Jante de la roue et coaxiale avec cette dernière, et qui présente un pâle électrique annulaire (17) sur lequel s'appuie élas- tiquement un balai (20) fixe par rapport au véhicule, ledit 1 61 pôle annulaire (17) et ledit balai (20) étant reliés élec- triquement audit capteur (2) et audit dispositif d'affichage de la pression (47 & 64), respectivement. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que ledit balai (20) est mobile dans un siège (19) solidaire du véhicule et qu'il est poussé vers ledit pôle annulaire (17), perpendiculairement & ce dernier, par un ressort de compression (21). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé par le fait que ledit disque isolant (16) est boulonné par un support (18) dans le tambour de frein dans le cas d'une roue équipée d'un frein à tambour, ou directement à l'intérieur de la Jante de la roue stil s'agit d'un frein à& disque. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que, pour chaque pneu, ledit dispositif d'affichage comprend un voltmètre (46) qui est monté en parallèle sur ledit capteur (2> et sur son joint tournant (17, 20), qui est branché, en série avec une résis- tance (44), sur l'alimentation du véhicule, et qui comporte, en parallèle, un condensateur d'anti-parasitage (45). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que la sortie électrique dudit capteur (2) est reliée à une diode de surpression (51) et à une diode de sous-pression (52) dont chacune est con- nectée à un amplificateur mettant de comparer la tension aux bornes du capteur (2) à une tension maximale (60) et à une tension minimale (62), les signaux de ces amplificateurs étant fournis à une porte OU (63) qui actionne un dispositif d'alarme lorsque la ten- sion du capteur devient supérieure à ladite tension maximale ou inférieure & ladite tension minimale. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que chaque détecteur de pression (1) est protégé par un couvercle (5) qui est fixé au moyen de boulons sur le centre de l'arbre de la roue.