Brevet FR2730316A1 — publié le 19960809

La présente invention est relative à un dispositif de détection de la vitesse de rotation d'une roue d'un véhicule automobile et, plus particulièrement, a un tel dispositif conçu pour être associé à une roue fixée sur un axe tournant dans un palier monté dans un carter fixe fermé par une coupelle, le dispositif comprenant un capteur électromagnétique à réluctance variable monté sur la coupelle en face d'une partie de la trajectoire des dents d'une roue dentée fixée sur l'extrémité de l'axe. De tels dispositifs de détection font partie de systèmes d'antiblocage ou d'antipatinage de roues et sont donc couramment installés aujourd'hui dans des véhicules automobiles. On décrit un tel dispositif dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 968 933. Sur la figure 2 de ce document il apparaît que ce dispositif est monté à proximité de l'extrémité d'un axe sur lequel est fixé une roue du véhicule, cet axe étant monté à rotation dans un carter par l'intermédiaire d'un palier à billes. L'extrémité de l'axe porte une roue dentée, ou "rotor". Le carter est fermé par une coupelle métallique amovible autorisant le graissage du palier. Cette coupelle porte un capteur à réluctance magnétique comportant un aimant permanent et une pièce polaire devant laquelle passe les dents de la roue dentée, cette pièce polaire étant placée à l'intérieur d'un bobinage électrique aux bornes duquel on prélève, lorsque la roue tourne, une tension périodique dont la période est fonction de la vitesse de rotation de la roue. Un tel capteur, "monopolaire", est bien connu. Sa sensibilité est étroitement liée à la finesse de l'entrefer qui sépare la pièce polaire des dents de la roue qui défilent devant cette pièce. Typiquement, pour obtenir un signal détectable et une sensibilité suffisante, l'épaisseur de l'entrefer ne doit pas dépasser quelques dixièmes de millimètre, compte tenu du flux magnétique relativement faible qui traverse le bobinage dans un tel capteur monopolaire.Or il est difficile de maintenir un réglage optimal de la largeur d'entrefer du fait que ce capteur est placé dans l'environnement particulièrement sévère d'une roue de véhicule où l'eau, la boue, la poussière, le sel, la chaleur, etc... sont susceptibles de dérégler cette largeur d'entrefer, en particulier. I1 en résulte souvent la production d'un signal inexploitable par les dispositifs d'anti-blocage ou d'anti-patinage de roue du véhicule et donc une mise hors service partielle ou totale de ces dispositifs. Pour surmonter cette difficulté on peut accroître le flux magnétique traversant le bobinage du capteur en utilisant un aimant permanent plus puissant, qui accroît malheureusement le volume du capteur, dans un endroit du véhicule où la place manque. La présente invention a donc pour but de réaliser un dispositif de détection de la vitesse de rotation d'une roue d'un véhicule automobile, du type décrit en préambule de la présente description mais ne présentant pas les inconvénients mentionnés ci-dessus des dispositifs de la technique antérieure. On atteint ce but de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, avec un dispositif de détection de la vitesse de rotation d'une roue d'un véhicule automobile, la roue étant fixée sur un axe tournant dans un palier monté dans un carter fixe fermé par une coupelle, le dispositif comprenant un capteur électromagnétique à réluctance variable monté sur la coupelle en face d'une partie de la trajectoire d'une roue dentée fixée sur l'extrémité de l'axe, ce dispositif étant remarquable en ce que ledit capteur comporte, à l'intérieur d'un bobinage électrique, deux pièces polaires métalliques accolées chacune à un des pôles d'un aimant permanent de direction d'aimantation sensiblement parallèle à la direction de défilement des dents de la roue dans ladite partie de trajectoire,la coupelle supportant le capteur étant réalisée en un matériau amagnétique. Comme on le verra plus loin, grâce à l'invention, on renforce le flux magnétique qui traverse le bobinage du capteur et qui produit le signal de tension dont la fréquence est représentative de la vitesse de la roue, ceci sans accroître le volume et donc l'encombrement de ce capteur.En renforçant le flux magnétique on accroît la sensibilité du capteur et on le rend plus résistant aux diverses agressions qui pourrait atténuer le signal qu'il délivre. D'autres caractéristiques et avantages du dispositif sur l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel: -la figure 1 est une vue en coupe axiale du dispositif suivant l'invention, -la figure 2 est une vue de ce dispositif, prise suivant la flèche F de la figure 1, -la figure 3 est une vue schématique partielle du dispositif suivant l'invention, prise suivant le trait de coupe III de la figure 1, et -les figure 4 et 5 sont des vues schématiques partielles de variantes du dispositif suivant l'invention. On se réfère à la figure 1 du dessin annexé ou l'on a représenté l'extrémité d'un axe 1 portant une roue (non représentée) d'un véhicule automobile, l'axe 1 étant supporté par un palier 2, à rouleaux coniques par exemple, lui-même fixé sur un carter 3 fermé par une coupelle 4. Cette coupelle est amovible pour permettre le graissage du palier 2. Suivant un agencement connu dans les véhicules automobiles équipés d'un système d'antiblocage et/ou d'antipatinage de roues requérant la mesure des vitesses de rotation des roues du véhicule, la coupelle 4 porte un capteur à réluctance magnétique 5 qui coopère avec une roue dentée 6 fixée sur l'extrémité de l'arbre 1, pour délivrer un signal électrique représentatif de la vitesse de la roue montée sur l'axe 1. Les capteurs à réluctance magnétique variable sont bien connus. Le capteur 5 comprend un bobinage électrique 7 entourant un aimant permanent accolé à au moins une pièce polaire métallique dont une extrémité est disposée au niveau d'une partie de la trajectoire des dents 9 de la roue 6. L'extrémité de la pièce polaire délimite avec les dents 9 de la roue qui défilent en regard un entrefer 8 de largeur variable (voir Figs.1 et 3), cet entrefer faisant partie d'un circuit magnétique (la roue 6 étant métallique) dont la réluctance varie avec la largeur de l'entrefer.Le flux magnétique variable qui en résulte induit dans le bobinage 7 du capteur une tension électrique périodique prélevée entre des broches 101, 102 connectées aux extrémités du fil du bobinage 7, la périodicité de cette tension étant fonction de la vitesse de défilement des dents de la roue en face de la pièce polaire, et donc de la vitesse de rotation de la roue montée sur l'axe 1, comme il est bien connu. Comme représenté à la figure 1, le capteur 5 peut être logé dans une ouverture complémentaire de la coupelle 4 prévu pour le recevoir et surmoulé pour définir une enveloppe 11 de protection du capteur et un logement 12 apte à accueillir un connecteur électrique pour prélever la tension entre les broches 101, 102. On utilise couramment, dans un tel agencement, un capteur comprenant une seule pièce polaire, capteur dit "monopolaire", installé en ligne avec un aimant permanent sur l'axe X du bobinage, la direction d'aimantation de l'aimant étant parallèle à cet axe. Les capteurs de ce type souffrent de la faiblesse du flux magnétique développé par l'aimant permanent, sauf à grossir exagérément le volume de celui-ci. Cette faiblesse les rend particulièrement sujets à un affaiblissement du signal délivré, dû à des pertes de flux dans des circuits magnétiques parasites et/ou à un accroissement accidentel de la largeur de l'entrefer, qui doit rester normalement de l'ordre de quelques dixièmes de millimètre comme on l'a vu plus haut. Suivant la présente invention on pallie ces inconvénients en utilisant, en lieu et place d'un capteur monopolaire, un capteur 7 comprenant, dans une cavité centrale d'une carcasse 13 portant le bobinage 7, deux pièces polaires métalliques 141, 142 (voir figure 2) agencées parallèlement à l'axe de cette cavité et accolées chacune à un des pôles d'un aimant permanent 15 d'axe géométrique parallèle à celui de la cavité et de direction d'aimantation D parallèle à la direction d de défilement des dents 9 de la roue, dans l'espace situé en face des extrémités des pièces polaires 141, 142 (voir figure 3) Sur cette figure, qui représente schématiquement le dispositif suivant l'invention au niveau de l'entrefer 8, on a représenté le circuit magnétique C qui s'établit entre les pièces polaires, à travers deux dents adjacentes 9 de la roue. La double variation d'entrefer que l'on observe dans ce circuit accroît la sensibilité de la détection, en particulier si on règle le pas des dents 9 de manière que, simultanément, une dent se trouve en face d'une pièce polaire alors que l'autre pièce polaire se trouve en face d'un espace entre deux dents. Ce résultat peut s'obtenir par exemple soit en réglant le pas des dents à 1,5 fois l'écartement des pièces polaires, soit en réglant cet écartement à 1,5 fois le pas des dents. Les capteurs "bipolaires" de ce type sont connus dans la technique et on pourra se référer en particulier aux brevets français n 2 086 287 et 2 646 009 pour plus de détails les concernant. C'est la combinaison d'un tel capteur avec une coupelle de support en un matériau amagnétique qui permet d'atteindre le résultat recherché par la présente invention, à savoir l'accroissement de la sensibilité du capteur. Ce résultat ne pourrait être obtenu en utilisant une coupelle métallique génératrice de fuites, telle que celle du dispositif décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 968 933 cité en préambule de le présente description. De nombreux matériaux amagnétiques pourraient être utilisés pour réaliser la coupelle 4. A titre d'exemple illustratif et non limitatif, on peut choisir une matière plastique telle qu'un polyamide. On pourrait utiliser dans un dispositif selon l'inven tion, un capteur "multipolaire" comptant plus de deux pièces polaires et plus d'un aimant permanent, dans une pile de tels éléments ou chaque aimant est pris en sandwich entre deux pièces polaires, pour accroître encore la sensibilité du capteur. A la figure 1 le capteur est monté par rapport aux dents 9 de la roue 6, formées sur une face d'extrémité de celle-ci, dans un agencement "axial", pour lequel l'axe X du capteur est parallèle à celui (Y) de la roue 6. D'autres agencements de dents et de capteurs sont possibles comme illustré aux figures 4 et 5 où les dents 9' de la roue 6' sont formées sur la surface périphérique latérale de celleci. A la figure 4, les pièces polaires 14'1 et 14'2 sont parallèles à l'axe de la roue et s'étendent au-dessus de sa périphérie. A la figure 5, les pièces polaires 141 et 142 sont disposées radialement par rapport à la roue 6'. REVENDICATIONS 1. Dispositif de détection de la vitesse de rotation d'une roue d'un véhicule automobile, la roue étant fixée sur un axe (1) tournant dans un palier (2) monté dans un carter fixe (3) fermé par une coupelle (4), le dispositif comprenant un capteur électromagnétique à réluctance variable (5) monté sur la coupelle (4) en face d'une partie de la trajectoire des dents (9;9') d'une roue dentée métallique (6;6') fixée sur l'extrémité de l'axe (1), caractérisé en ce que ledit capteur (5) comporte, à l'intérieur d'un bobinage électrique (7), au moins deux pièces polaires métalliques (141, 142;14'l,14'2;14"l,14"2) accolées chacune à un des pôles d'un aimant permanent (15) de direction (D) d'aimantation sensiblement parallèle à la direction (d) de défilement des dents de la roue (6;;6') dans ladite partie de trajectoire, la coupelle (4) supportant le capteur (5) étant réalisée en un matériau amagnétique. 2. Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que ladite coupelle (4) est réalisée en une matière plastique. 3. Dispositif conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que ladite coupelle est réalisée en un polyamide ou autre matière plastique analogue. 4. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les pièces polaires (141,142) s'étendent parallèlement à l'axe de rotation de la roue dentée (6), les dents (9) de celle-ci étant disposées radialement sur une face d'extrémité axiale de la roue pour définir un entrefer (8) avec une extrémité de chacune des pièces polaires (141,142) 5. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les pièces polaires (14'1,14'2) s'étendent parallèlement à l'axe de rotation de la roue dentée (6'), au-dessus et parallèlement aux dents (9') de celles-ci, formées sur sa surface périphérique, pour définir un entrefer entre leurs extrémités et cette surface périphérique. 6. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les pièces polaires (14"l,14"2) s'étendent perpendiculairement à l'axe de rotation de la roue (6') au-dessus des dents (9') de celles-ci formées sur la surface périphérique, pour définir des entrefers entre leurs extrémités et cette surface périphérique.