Brevet FR2614240A1 — publié le 19881028

La présente invention concerne le domaine des dispositifs d'alarme pour pneumatiques de véhicule. On a déjà proposé de nombreux dispositifs permettant de surveiller la pression interne des pneuma- tiques de véhicule et de générer une alarme lorsque cette pression tombe sous un seuil prédétermine. Des moyens répondant à cette fonction sont par exemple décrits et représentés dans les demandes de brevet FR-A-2 564 041 et FR-A-2 578 202 déposées par la Demanderesse. La Demanderesse a maintenant posé le problè- me de générer une alarme, non seulement lorsque la pres- sion interne d'un pneumatique tombe sous un seuil pré- déterminé, mais également lorsque la température du pneumatique dépasse un seuil déterminé. On sait en effet que dans de nombreux acci- dents le fait que le pneumatique éclate est du à une élévation anormale de température du pneumatique, soit en raison d'un sous gonflage des pneumatiques, soit On a certes déjà proposé de communiquer au conducteur une information analogique représentative de la température du pneumatique. Il a ainsi été proposé de mesurer cette température à l'aide de ponts de jauges ou de thermo-couples. Les dispositions jusqu'ici proposées s'avèrent toutefois beaucoup trop coûteuses et pas assez fiables pour étre retenues dans la pratique. La conséquence directe est que de nos jours peu de véhicules sont équipés de moyens aptes à détecter une élévation anormale de la température des pneumatiques. La prise en compte de ce paramètre pour- rait cependant permettre d'améliorer nettement la sécuri- té. La présente invention vient maintenant améliorer la situation en proposant un dispositif de contrôle et d'alarme pour pneumatiques de véhicule automobile comprenant un interrupteur thermosensible soumis à la température du pneumatique pour changer d'état lorsque la température du pneumatique dépasse un seuil, en vue d'une alerte, l'interrupteur thermo- sensible étant de plus, selon l'invention, adapté pour être sensible à une force centrifuge liée à la rotation de la roue qui porte le pneumatique, de telle sorte que la température de commutation de l'interrupteur thermo- sensible décroisse lorsque la vitesse du véhicule s'ac- croit. La structure ainsi proposée dans le cadre de la présente invention exploite la constatation selon laquelle, en régime établi, pour une charge donnée du véhicule la température du pneumatique croit exponentiellement avec la vitesse, la température du pneumatique augmentant par ailleurs, à vitesse égale, en fonction de la charge du véhicule. En d'autres termes, l'augmentation de tempé- rature lors d'un début d'eballement thermique est d'autant plus importante que la vitesse du véhicule est élevée. La structure proposée selon l'invention permet de donner l'alerte pour une température d'autant plus basse que la vitesse est grande et donc permet au conducteur de disposer du même temps pour réagir quelle que soit la vitesse et incite le conducteur à ralentir, jusqu'à ce qu'il atteigne une zone de vitesse compatible avec sa charge et la pression de gonflage de ses pneumatiques. Selon une caractéristique avantageuse de la présente invention, l'interrupteur thermosensible est formé d'un contacteur thermique mécanique du type bilame ou rondelle cloquante. Selon une autre caractéristique impor- tante de l'invention l'interrupteur thermosensible comprend un contacteur thermique incliné sur une direction radiale par rapport à l'axe de la roue qui porte le pneu- matique. De préférence, selon la présente invention, l'interrupteur thermosensible est associé à un pressostat comprenant un bottier qui loge une membrane déformable soumise à la pression interne du pneumatique et des moyens formant interrupteur électrique principal dont l'état est modifié lorsque la déformation de la membrane dépasse un seuilcorrespondant au seuil prédéterminé de pression à détecter. Dans ce cas, une alarme est fournie au conducteur dans le cas o soit la pression du pneumatique tombe en dessous du seuil requis, soit la température de- vient supérieure à la température d'alerte. L'interrupteur thermosensible et l'interrup- teur électrique principal intégré au pressostat peuvent être connectés soit en série soit en parallèle. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention le dispositif de contrôle et d'alarme com- prend en outre des moyens de couplage sans fil comportant un circuit à bobine dont l'état dépend de l'état des moyens interrupteurs et porté par la jante de la roue, d'une part, et d'autre part un circuit associé supporté par le châssis du véhicule et formant circuit oscillant. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels: - la figure 1 représente une vue schématique extérieure d'un dispositif de contrôle et d'alarme conforme à la présente invention, à l'état de repos, c'est-à-dire pour une température inférieure à la température seuil d'alarme, - la figure 2 représente une vue schématique de dessus du dispositif, comme illustré schématiquement par la flèche référencée II sur la figure 1, - la figure 3 représente une vue similaire du même dispositif en cas de détection d'une température supé- rieure à la température seuil d'alarme, - la figure 4 représente une vue schématique en coupe axiale du même dispositif, selon un plan de coupe réfé- rencé IV-IV sur la figure 2, à l'état de repos, c'est-à- dire pour une pression interne du pneumatique supérieure à la pression seuil d'alarme, et - la figure 5 représente une vue schématique en coupe axiale du même dispositif en cas de détection d'une pression inférieure à la pression seuil prédéterminée. STRUCTURE DE L'ELEMENT THERMOSENSIBLE ILLUSTRE SUR LES 23 FIGURES 1 A 3. On aperçoit sur les figures 1 à 3 annexées une plaque 10 en un matériau électriquement isolant, par exemple en alumine, qui porte un interrupteur thermo- sensible 20. Selon la représentation donnée sur les figures 1 à 3 annexées; l'interrupteur thermosensible 20 est formé d'un bilame. Une première extrémité 21 du bila- me est fixée, par exemple par soudure sur le support 10. 261424O La seconde extrémité 22 du bilame porte un grain de contact 23 adapté pour coopérer avec une piste 24 électriquement conductrice portée par le support 10. Le dispositif étant placé à l'intérieur du pneumatique, l'interrupteur thermosensible 20 est soumis à la température du pneumatique pour commuter lors- que la température du pneumatique dépasse un seuil, en vue d'une alerte. Par ailleurs, le bilame thermosensible 20 est incliné sur une direction radiale par rapport à l'axe de la roue qui porte le pneumatique de telle sorte que la force centrifuge exercée sur le bilame thermosensible sollicite ce dernier vers l'état d'alerte. Ainsi, la force centrifuge exerce sur l'interrupteur thermosensible une sollicitation quitend à anticiper la commutation, de telle sorte que la température de commutation de l'inter- rupteur thermosensible décroisse lorsque la vitesse du véhicule s'accroit. Ainsi, le dispositif conforme à la pré- sente invention permet d'avertir le conducteur du risque d'apparition d'un emballement thermique, la température du pneumatique, à charge constante, étant comme indiqué précédemment une fonction exponentielle de la vitesse du véhicule. A titre d'exemple non limitatif l'élément thermosensible 20 peut être adapté pour déclencher une alarme pour 86 à 120 km/h, pour 82 à 160 km/h et pour à 180 km/h. On a illustré schématiquement sur la fi- gure 1 par la flèche référencée F, la direction d'applica- tion de la force centrifuge qui coincide avec une direc- tion radiale par rapport à l'axe de la roue qui porte le pneumatique. Selon l'illustration donnée schématiquement sur les figures annexées, la force F est normale à la plaque support 10 et au bilame 20. Ce dernier étant au repos sensiblement parallèle à la plaque 10. Dans ces conditions, la sensibilité de l'élément thermosensible à la force centrifuge est maxima- le. Bien entendu, l'invention n'est pas limité au mode de réalisation représenté sur les figures annexées. L'inclinaison du bilame thermosensible 20 par rapport à la direction d'application de la force centrifuge F peut être plus faible, l'influence de la force centrifuge sur l'évolution de la température de commutation étant réduite en consequence. Selon l'illustration donnée sur les figures annexées le bilame thermosensible 2^ est sollicité à l'ouverture par la force centrifuge F. Dans ce cas, le bilame 20 est adapté pour définir un interrupteur fermé au repos, c'est-à- dire cue le grain de contact 23 repose contre la piste 24 lorsque la température est inférieure à la température seuil d'alerte, comme illustré sur la figure 1. Par contre, lorsque la température du preumatique devient supérieure à la température seuil d'alerte, liée à la force centrifuge et donc à la vi- tesse du véhicule, le bilame thermosensible se sépare de la piste 24, comme illustré sur la figure 3 pour définir un interrupteur ouvert. Comme indiqué précédemment, le dispo- sitif de contrôle et d'alarme qui vient d'être décrit se complète par des moyens de couplage sans fil permet- tant de transmettre une information liée à l'état de l'interupteur thermosensible entre la roue du véhicule entraîné en rotation et le châssis du véhicule. Les moyens de couplage sans fil compren- nent de préférence un circuit à bobine dont l'état dépend de l'état de l'interrupteur thermosensible, le circuit étant porté par la jante de la roue en regard d'un circuit associé supporté par le châssis du véhicule et formant circuit oscillant. De nombreux moyens de couplage sans fil de ce type ont déjà été décrits, par exemple dans la demande de brevet FR-A-2 564 041, ou encore dans les documents FR-A-2 444 308, FR-A-1 399 657, FR-A-1 582 878. De ce fait, les moyens de couplage sans fil ne seront pas décrits plus er détail par la suite. UTILISATION EN COMBINAISON D'UN INTERRUPTEUR THERMOSENSIBLE ET D'UN PRESSOSTAT. Par ailleurs, de préférence, le disposi- tif de contrôle et d'alarme conforme à la présente in- vention, comprenant un élément thermosensible soumis à la force centrifuge, est de plus associé à un pressos- tat 30 sensible à la pression interne du pneumatique pour déclencher une alarme, par l'intermédiaire des moyens de couplage sans fil, soit dans le cas o la température du pneumatique devient supérieure à la température seuil d'alerte, soit dans le cas o la pression interne du pneumatique devient inférieure à une pression seuil. Le pressostat illustré sur les figures 4 et 5 annexées comprend pour l'essentiel deux coupelles 40, 50, une membrane 60, un bottier 70, un plot 80 et un ressort de surcourse 90. Le dispositif présente une symétrie générale par rapport à un axe référencé 41 normal à la plaque support 10. La membrane 60 est réalisé en un maté- riau déformable électriquemnt conducteur. Elle est dis- posée entre les deux coupelles 40, 50. Les coupelles 40, 50 comportent chacune un lamage tourné vers la membrane 60 et définissent des chambres respectives 42, 52. Les coupelles 40, 50 sont serrées l'une contre l'autre avec interposition de la membrane 60 et soudées entre elles, en périphérie de façon étanche. Les coupelles 40, 50 sont pourvues cha- cune d'un orifice traversant central 43, 53 centré sur l'axe 41. L'orifice 43 assure une communication entre la chambre 42 définie dans la coupelle 40 et le volume interne du pneumatique. La coupelle 50 est fixée, par exemple, par soudure, en 54, sur la surface 12 du support isolant , le bilame thermosensible 20 étant fixé sur la surfa- ce 11 opposée. La plaque support 10 est pourvue d'un alé- sage traversant 13 centré sur l'axe 41 et aligné avec l'orifice 53. Le bottier 70 est fixé, de préférence soudé en 71,sur la surface 11 du support 10. Le bottier 70 peut faire l'objet de dif- férents modes de réalisation. Selon l'illustration annexée il comprend un fourreau 72 et une cloche 73 centrée sur l'axe 41. Le fourreau 72 est pourvu d'une collerette 74 transversale à l'axe 41 et dirigée vers l'extérieur du fourreau, par l'intermédiaire de laquelle le bottier 70 est soudé sur la surface 11 du support 10. Par ailleurs, la cloche 73 est fixée, par exemple par soudure, en 75, sur le fourreau 72. Le boîtier 7C composé du fourreau 72 et de la cloche 73 délimite une chambre interne 76. La chambre 76 communique par l'intermédiaire des orifices 13 et 53 avec la chambre 52. L'espace défini par la chambre 76, les orifices 13, 53 et la chambre 52 est rendu étanche vis- à-vis de l'extérieur par les soudures 75, 71 et 54. La cloche 73 porte un disque 77 muni d'un alésage central 78 centré sur l'axe 41 et qui reçoit le plot 80. Le plot 80 est en un matériau électriquement conducteur. Celui-ci est formé pour l'essentiel d'une tige cylindrique centrée sur l'axe 41. Le plot 80 est pourvu sur son extrémité éloignée dela membrane 60 et contenue dans la chambre 76 d'une nervure annulaire 82. Un ressort hélicoïdal 90 est intercalé entre le fond de la cloche 73 et la nervure 82. Ainsi le ressort 90 tend à repousser la nervure 82 contre la surface 79 du disque 77 opposée à la membrane 60. La pression du milieu contenu dans la chambre 52 est contrôlée lors de l'assemblage de telle sorte que lorsque la pression interne du pneumatique appliquée à la chambre 42 est supérieure à un seuil d'alarme prédéterminé, la membrane 60 soit sollicitée en appui contre le plot 80. Le ressort 90 fléchit en cas de surpression à l'intérieur du pneumatique pour éviter toute déformation de la membrane 60, comme illustré sur la figure 4. Par contre, lorsque la pression à l'inté- rieur du pneumatique tombe en dessous d'un seuil prédé- terminé, la membrane 60 se sépare du plot 80, comme illustré sur la figure 5. En d'autres termes, la membrane et le plot 80 intégré au pressostat 30 constitue un interrupteur electrique fermé dans des conditions nor- males d'utilisation (pression interne du pneumatique supérieure à la pression seuil) et ouvert en cas d'aler- te (pression interne du pneumatique inférieure à la pression seuil). PREMIER MODE DE CONNECTION ENTRE L'INTERRUPTEUR THERMOSEN- SIBLE ET LE PRESSOSTAT. Un tel interrupteur sensible à la pression interne du pneumatique peut être connecté en série de l'interrupteur thermosensible précité dans la mesure o selon le mode de réalisation précédemment évoqué ce dernier constitue également un interrupteur fermé dans des conditions normales d'utilisation (température inférieure à la température seuil d'alarme) et ouvert en cas d'alerte (température du pneumatique supérieure à la température d'alarme). L'interrupteur intégré au pressostat 30 et l'interrupteur thermosensible 20 peuvent être connec- tés en série entre deux bornes de sortie 95,96 portées par la plaque support 10. Pour cela une première borne 95 peut être connectée à l'ensemble comprenant les deux coupelles , 50 et la membrane 60, tandis que le bottier 70 du pressostat est relié à la piste 24 coopérant avec le grain de contact 23 et que l'extrémité 21 du bilame 20 est fixée à la seconde borne de sortie 96. 1 1 En résumé lorsque l'interrupteur intégré au pressostat et l'interrupteur thermosensible sont connectés en série et constituent des interrupteurs fermés dans les conditions normales d'utilisation, le fonctionnement du dispositif est le suivant. En fonctionnement normal, c'est-à-dire lorsque la pression interne du pneumatique est supérieu- re au seuil d'alarme et la température du pneumatique inférieure au seuil d'alarme, le bilame 20 repose par l'intermédiaire du grain de contact 23 contre la piste 24 et la membrane 60 repose contre le plot 80. Une liai- son électrique continue est ainsi définie entre les bornes 95 et 96 par l'intermédiaire de la membrane 60, du plot 80 et du bilame 20. Cette position correspond à l'illustration donnée sur les figures 1 et 4. Lorsque la pression interne du pneumati- que tombe en dessous du seuil d'alarme prédéterminé, la membrane 60 se sépare du plot 80, comme illustré sur la figure 5, et coupe la liaison électrique entre les bornes 95 et 96. De même, lorsque la température du pneuma- tique devient supérieure à une température d'alarme en fonction de la vitesse du véhicule, le grain de contact 23 porte par le bilame 20 se sépare de la piste 24 et interrompt la liaison électrique entre les bornes 95 et 96. VARIANTE DE CONNECTION ENTRE L'INTERRUPTEUR THERMOSENSIBLE ET LE PRESSOSTAT. En variante, on peut cependant envisager d'utiliser un interrupteur thermosensible soumis à la force centrifuge et un interrupteur intégré au pressostat , qui constituent respectivement des interrupteurs ouverts dans des conditions normales d'utilisation, et connectés alors en parallèle, de telle sorte qu'une alarme soit déclenchée lorsque l'un des deux interrupteurs se ferme, c'est-à-dire soit lorsque la pression interne du pneumatique tombe en dessous du seuil d'alarme, ou que la température du pneumatique devient supérieure à la température d'alarme. L'interrupteur thermosensible 20 doit bien entendu être placé pour être sollicité par la force centrifuge vers sa position de fermeture, et non plus vers sa position d'ouverture. Le cas échéant, l'élément thermosensible 20 peut par exemple être placé sur la surface opposée 12 du support 10. De même, dans le cas de la variante pré- citée, le fonctionnement du pressostat 30 doit être in- versé par rapport à celui illustré sur les figures 4 et 5. En d'autres termes, la chambre 42 délimitée par la coupelle 40 doit alors être fermée de façon étanche. Par contre, la chambre 52 délimitée par la coupelle 50 doit communiquer avec le volume interne du pneumatique. La pression du milieu contenue dans la chambre étanche 42 doit de plus être contrôlée lors de l'assemblage de telle sorte que lorsque la pression interne du pneumatique appliquée à la chambre, 52 est normalement supérieure à un seuil d'alarme prédéterminé, la membrane soit éloignée du plot 80, mais que par contre lorsque la pression à l'intérieur du pneumatique et appliquée à la chambre 52 tombe en dessous du seuil, la membrane se déplace contre le plot 80. Dans le cadre de cette variante, l'inter- rupteur thermosensible 20 et l'interrupteur intégré au pressostat 30 sont connectés en parallèle entre les bornes 95 et 96. La borne 95 peut être reliée électrique- ment au bottier 70. Par contre la seconde borne 96 est alors reliée à l'extrémité 21 du bilame 20 et à l'ensem- ble comprenant les deux coupelles 40, 50 et la membrane 60; bien sûr la piste 24 reste reliée électriquement au bottier 70. Le fonctionnement général de cette variante est le suivant. En fonctionnement normal, c'est-à-dire lorsque la pression interne du pneumatique est supérieure au seuil d'alarme et la température du pneumatique infé- rieure au seuil d'alarme, la liaison électrique entre les bornes 80, 82 est interrompue. En effet, le grain 23 porté par le bilame thermosensible 20 est séparé de la piste 24. Par ailleurs la membrane 60 est séparée du plot 80. Lorsque la pression interne du pneumatique tombe en dessous du seuil d'alarme prédéterminé, la mem- brane 60 vient reposer contre le plot 80 et assure la liaison électrique entre les bornes 95 et 96. De même, lorsque la température du pneuma- tique devient supérieure à la température d'alarme, le grain de contact 23 porté par le bilame 20 vient reposer contre la piste 24 et assure la liaison électrique entre les bornes 95 et 96. Là encore, une information liée à l'état de l'interrupteur thermosensible 20 et de l'interrupteur intégré au pressostat 30 est transmise par les moyens de couplage sans fil précités. AUTRES VARIANTES Bien entendu la présente n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit. En particulier, l'interrupteur thermosensi- ble 20 pourra prendre d'autres formes de réalisation qu'un bilame. Il pourra être formé par exemple à base d'une rondelle cloquante. Selon encore un autre mode de réalisation, l'interrupteur thermosensible pourra être composé de deux éléments; un élément sensible à la température et peu sensible à la force centrifuge, plutôt rigide, et un élément peu sensible à la température et sensible à la force centrifuge, plutôt souple. Cette solution présente l'intérêt de faciliter les réglages en raison de la séparation des fonctions température et vitesse: on peut ainsi régler séparément le déplacement de l'élé- ment sensible à la température, et celui de la lame souple en fonction de la vitesse. Cependant, cette solu- tion ne peut être retenue que dans le cas o l'élément thermosensible est formé d'un bilame non cloquant puisque les éléments thermosensibles cloquants imposeraient une température de commutation indépendante de la position d'une lame souple éventuellement associée. On notera encore que, selon une autre variante de réalisation, l'interrupteur thermosensible et l'interrupteur intégré au pressostat peuvent être associés à des circuits de couplage sans fil séparés, travaillant à des fréquences différentes, pour permettre d'indiquer au conducteur si l'alarme visualisée est liée à un défaut de pression ou à un défaut de tempéra- ture. REVENDICATIONS 1. Dispositif de contrôle et d'alarme pour pneumatiques de véhicule automobile, caractérisé par le fait qu'il comprend un interrupteur thermosensi- ble (20) soumis à la température du pneumatique, pour changer d'état lorsque la température du pneumatique dépasse un seuil, en vued'une alerte, et par le fait que l'interrupteur thermosensible (20) est de plus adapté pour être sensible à une force centrifuge liée à la rotation de la roue qui porte le pneumatique, de telle sorte que la température de commutation de l'interrupteur thermosensible (20) décroisse lorsque la vitesse du véhicule s'accroît. 2. Dispositif de contrôle et d'alarme selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'interrupteur thermosensible (20) est formé d'un contacteur thermique mécanique, du type bilame ou ron- delle cloquante. 3. Dispositif de contrôle et d'alarme selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'interrupteur thermosensible comprend, d'une part, un élément sensible à la température et peu sensible à la force centrifuge, d'autre part, un élément peu sensible à la température et sensible à la force centrifuge. 4. Dispositif de contrôle et d'alarme selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'interrupteur thermosensible (20) comprend un contacteur thermique incliné sur une direction (F) radiale par rapport à l'axe de la roue qui porte le pneumatique. 5. Dispositif de contrôle et d'alarme selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un pressostat (30) compre- nant un bottier (70) qui loge une membrane (60) défor- mable et soumise à la pression interne du pneumatique, et des moyens (60, 80) formant interrupteur électrique principal, dont l'état est modifié lorsque la déforma- tion de la membrane (60) dépasse un seuil, correspondant au seuil prédéterminé de pression à détecter. 6. Dispositif de contrôle et d'alarme selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'inter- rupteur thermosensible (20) et l'interrupteur électrique principal intégré au pressostat (30) sont connectés en série. 7. Dispositif de contrôle et d'alarme selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les moyens formant interrupteur électrique principal (60, 80) intégrés au pressostat (30) sont fermés lorsque la pression interne du pneumatique est supérieure à la pression seuil d'alarme, tandis que l'interrupteur thermo- sensible (20) est fermé lorsque la -température du pneuma- tique est inférieure à la température seuil d'alarme. 8. Dispositif de contrôle et d'alarme selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'interrupteur thermosensible (20) et l'interrupteur électrique principal (60, 80) intégré au pressostat sont connectés en parallèle. 9. Dispositif de contrôle et d'alarme selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les moyens formant interrupteur électrique principal (60, 80) intégrés au pressostat sont ouverts lorsque la pression interne du pneumatique est supérieure à la pression seuil d'alarme, tandis que l'interrupteur thermDsensible (20) est ouvert lorsque la température du pneuma- tique est inférieure à la température seuil d'alarme. 10. Dispositif de contrôle et d'alarme selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre des moyens de couplage sans fil comportant un circuit à bobine dont l'état dépend de l'état des moyens interrupteurs et portés par la jante de la roue, d'une part, et d'autre part un circuit associé supporté par le châssis du véhicule et formant circuit oscillant.