Brevet FR2810585A1 — publié le 20011228

La présente invention concerne un dispositif avertissant le chauffeur d'un véhicule d'une sous pression de l'un de ses pneumatiques. Ce système peut aussi s'appliquer aux caravanes, aux remorques et à certains camions avec ou sans remorque. Bien souvent on se rend compte trop tard de la perte de pression d'un pneumatique ce qui provoque destruction de celui ci ou pire un accident. Pour les véhicules en circulation actuellement il n'existe aucun dispositif indépendant et facilement adaptable qui permettrait de détecter à temps une sous pression de pneumatique. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à cet inconvénient . Il se compose d'une bande autocollante dans laquelle est intégré un capteur de pression très plat et très léger. Cette bande est composée d'une bande d'aluminium autocollante renforcé par une bande de plastique. Elle pose autour de l'intérieur de la jante. Le capteur a deux états électriques possibles : Fermé si la pression est correcte . Ouvert en cas de sous pression. Un de ses potes est relié à la bande d'aluminium. Le capteur est placé à coté de la valve afin que le deuxième de ses potes qui est un conducteur fin et flexible dont l'extrémité est en forme de U se positionne automatiquement dans le cylindre métallique de celle ci et fasse ainsi liaison électrique entre la partie métallique de la valve et le capteur. La seconde partie du montage se trouve implantée dans l'enjoliveur. il s'agit dispositif électronique. Celui ci applique un signal 1-IF sur la partie métallique de la valve . si la pression est correcte le capteur est fermé et le signal est court-circuité par l'effet de capacité que forme la bande avec la masse de la jante. Le signal n'est donc plus présent au niveau de la valve. L'absence de signal est interprétée par l'électronique comme un état normal et le système reste en état de veille. En dessous d'une pression fixée par le capteur ,celui ci ouvre le circuit et le signal n'étant plus court- circuité est présent sur la valve. L'électronique interprétera cela comme un état anormal et alimentera un petit émetteur dont le signal est codé. Ce signal codé pour éviter les fausses réponses sera reçu par un récepteur indépendant placé dans l'habitacle qui préviendra l'usager par un signal sonore et lumineux . Les dessins annexés illustrent l'invention La figure 1 représente de face le dispositif monté sur la jante. La figure 2 représente en détail la bande autocollante sans le capteur. La figure 3 représente la bande autocollante avec le capteur. La figure 4 représente le détail du passage de la bande le capteur. La figure 5 représente le capteur vu de dessus avec la ligne de coupe AA des figures suivantes. La figure 6 représente le capteur de pression complet vu coupe selon AA. La figure 7 représente une vue de dessus et une vue en coupe de la partie inférieure du capteur de pression. La figure 8 représente une vue de dessus et une vue en coupe de la feuille métallique fermant le capteur de pression. La figure 9 represente en coupe le capteur en pression normale. La figure 10 représente le schéma synoptique du dispositif complet. La figure 11 représente le schéma de l'électronique de l'enjoliveur. La figure 12 représente le schéma électronique de la partie réception. La figure 13 représente le circuit imprimé de l'électronique de l'enjoliveur avec son implantation vu coté cuivre. 1_,a figure 14 représente le circuit imprimé du récepteur avec son implantation vu coté composants. Les figures 15 16 représentent le boitier du récepteur. La figure 17 est une vue globale de l'implantation des éléments dans l'enjoliveur. La figure 18 est le détail du contact à inertie S1 vu de dessus et en coupe. La figure 19 est le détail du boitier à piles. Une forme d'exécution de l'invention est décrit ci-après à titre indicatif et nullement limitatif en se référent aux dessins annexés. La bande autocollante(2) comme le montre la figure 1 se colle autour de l'intérieur de la jante(1),un coté faisant le tour et l'autre coté se collant par dessus. Elle supporte le capteur de pression(3). Celui ' est placé juste à coté de la valve de manière a ce qu'un de ses poles qui est un fil conducteur flexible (3-8) se positionne dans la partie métallique de la valve(4) assurant ainsi un contact électrique avec l'exterieur. La bande autocollante(2) détaillée figure 2 est composée d'une feuille d'aluminium(2-2) sur laquelle est collée une bande de plastique(2-1)très solide. Afin que la bande aluminium ne soit pas en contact électrique au niveau ou elle traverse le capteur il sera collé deux petits plastiques adhésifs(2-4). largeur de la bande(2) est d'environ 18mm. Sa longueur est égale à environ deux fois la circonférence intérieure de la jante et elle comporte en centre un trou circulaire(2-3) d'un diamètre d'environ 1.2cm destiné laisser dépasser la partie supérieure du capteur. bande (2) passe autour du capteur(3)à travers deux fentes(3-2) prévues cet effet ce qui est montré figure 3. La figure 4 montre que le coté aluminium (2- 2)de la bande sera en contact avec la partie métallique supérieure(3-6) du capteur mais isolée de la partie inférieure (3-1) au niveau des passages(3-2) par les deux plastiques adhésifs(2-4) Le capteur de pression est rectangulaire et fait 2,5cm de longueur et 2cm de largeur. Une vue de dessus est représentée figure 5 avec le trajet de coupe A-A servant à la figure 6. Le capteur de pression dont la coupe selon A-A est représentée figure 6 est composé de deux parties principales dont l'une est la partie inférieure détaillé figure 7 et l'autre la partie supérieure détaillée figure 8. La partie inférieure est composée d'une feuille de fer rectangulaire(3-1) longue de 2.5cm et large de 2em. Sur un de ses coins est soudé le fil conducteur flexible(3-8). A 2 mm des extrémités et dans le sens de la largeur sont prévues deux fentes(3-2) de 0.5mrn et longues d'environ 1.8cm destinées au passage de la bande autocollante autour du capteur. La face supérieure comporte au centre un ergot circulaire(3-3) d'un diamètre de 2mm et d'une hauteur de 0.2mm. A environ 3mm autour de cet ergot et disposés en cercle sont collés 3 cubes de caoutchouc(3-4) d'environ I mm de coté et disposés à 120 degrés d'écart l'un par rapport à l'autre. A 1 mm de l'ergot est percé un petit trou(3-5) de quelque dixièmes de mm. . L'ensemble est fermé par la deuxième partie qui est une feuille d'acier(3-6) flexible détaillée figure 8 par une vue de dessus et une vue en coupe . Cette feuille(3-6)de forme carrée mesure 2 cm de coté et environ 8 centièmes de mm d'épaisseur. Elle est flexible et comporte au centre une partie circulaire plate (3-6-1) surélevée de I mm dont le bord(3-6-2)est incliné à environ 30 . L'assemblage des deux parties 3-1 et 3-6 formant le capteur est fait de telle sorte que les centre et les cotés de la longueur soit alignés. L'assemblage est fait par collage avec une feuille de plastique(3-7) intercalée qui isole électriquement entre elles les 2 parties métalliques 3-6 et 3-1. Afin d'obtenir un léger vide d'environ 1 bar une partie de l'air sera chassé par le trou (3-5) en appuyant la membrane métallique(3-6) jusqu'à ce qu'elle entre en contact avec l'ergot (3-3). La membrane ne sera relachée qu'après la fermeture par point de colle ou point de soudure du trou (3-5). Pour adapter l'ensemble à la forme circulaire de la jante il est collée une cale en plastique(3-9) sur la partie inférieure du capteur. Cette cale, comme le capteur fait 2.5crn de long et 2cm de large. Elle est plate coté capteur et arrondie coté jante. Son épaisseur varie dans le sens de la longueur et est dans l'exemple donné pour la description de 0.15mm au centre et 0.5 aux extrémités. Cette cale comporte comme le capteur et au meme endroit deux fentes destinées au passage de la bande. Les caoutchouc s(3-4) sont choisis en fonction de la pression à analyser par le capteur et la flexibilité de la feuille métallique(3-6) de telle manière qu'à la pression normale la feuille métallique (3 soit en contact avec l'ergot(3-3) . Dans l'exemple de la description pression normale est de 2.2 bars. Lorsque la pression est normale, comme sur la figure la feuille métallique 6) est en contact avec l'ergot (3-3). Le contact électrique est établis entre deux pièces. La figure 10 est la représentation synoptique du système adopté. La partie électronique l'enjoliveur se trouve à l'intérieur des pointillés. En se référant à cette figure on peut voir la bande autocollante (2) collée sur la jante(1)ce qui forme une capacité d'environ 4 nanoFarad avec la masse. Si la jante n'a pas de revêtement protecteur le contact électrique direct entre la jante et la bande d'aluminium ne perturbe pas le systeme. L'électronique reçoit 2 alimentations : une de 3 volts et une de 12 volts obtenues avec 4 petites piles au lithium montées en série dont le pole negatif est relié à la masse de la jante par un fil électrique terminé par une rondelle de forme incurvé (8) intercalée sur une vis de serrage de la jante. Ce pole négatif est relié au moins de l'électronique seulement lorsque le véhicule roule. Ceci est du a l'interrupteur S 1 qui est un contact à inertie implanté dans l'enjoliveur. Le capteur de pression(3) a une de ses bornes reliée à la bande autocollante et l'autre de ses bornes qui est le fil métallique (3-8) flexible branché dans le cylindre métallique (4) de la valve. 1,e fonctionnement est le suivant : lorsque le véhicule roule l'interrupteur SI ,- fermé et le montage est alimenté. L'oscillateur (osc), dont la consommation est très faible, génère un signal rectangulaire à une fréquence 60 khz. Ce signal est appliqué sur la partie métallique(4) de la valve par un bouchon métallique (7) vissé dessus et relié à. la sortie de l'oscillateur par un fil électrique. Cela établi la liaison électrique avec le fil rigide du capteur branché dans la partie métallique(4) de la valve. La deuxième borne du capteur est reliée à la bande autocollante(2). Le capteur fonctionne en interrupteur et ne comporte que deux états : ouvert ou fermé. Si la pression est correcte il sera fermé donc le signal sera court-circuité par la capacité que forme la bande autocollante(2) avec la jante. II n'y aura donc aucun signal au niveau de la cellule de redressement (dl c2) form.ée dl et c2 donc aucune tension continue à la sortie de cette cellule. L'interrupteur (t1 t2) commandé par le niveau de sortie de cette cellule et compose de t1 et t2 restera bloqué. L'encodeur et l'émetteur ( EM) ne seront pas alimentés par le + 12volt . Le récepteur (rec) ne recevant aucun signal restera en veille. Si la pression atteins le seuil critique déterminé par le capteur celui ci ouvre le circuit. Le signal issu de l'oscillateur n'est plus court eircuité et est donc présent à l'entrée de la cellule de redressement dl c2. tension continue apparaît à sa sortie. Cette tension va commander l'interrupteur t1 t2 qui va se fermer pour alimenter l'encodeur et l'émetteur. Le recepteur (rec) est placé dans l'habitacle du véhicule va recevoir le signal et commander un témoin lumineux et sonore (tem) si le code correspond bien à l'émetteur pour lequel il est programmé. le schéma électronique donné figure 11 détaille la partie électronique contenue dans l'enjoliveur. A titre indicatif pour la description et nullement limitatif il sera utilise' pour l'alimentation , 4 piles au lithium de 3volt (reférence cr 2032) montées en série pour obtenir le 12 volt. Le + 3 volt sera pris sur le + de la première pile coté masse. Afin d'obtenir une durée pile très longue, lorsque le véhicule ne roule pas, l'alimentation du montage est coupée coté masse par l'interrupteur s l, qui un contact à inertie. signal à 60khz est généré par un multivibrateur constitué par 2 portes nand (1/4 le 1 et 2/4 le l) d'un circuit intégré cd 4011 le] ) alimenté par le volts sur sa broche 14 et le moins sur sa broche 7. La résistance r1 ( 390k )et le condensateur cl (47 pf )déterminent la fréquence du signal. Ce signal rectangulaire d'une fréquence de 60khz et d'une amplitude de 3volt est disponible à la broche 4 et transmis d'une part au valve par une résistance (r2) de 39k et d'autre part à une cellule de redressement et filtrage constituée de dl (diode 1 n 4148 ) , r 3 ( 390k ) , c2 nf ). La tension à la cathode de dl est donc de 3 volt en présence de signal sur le fil de valve et de 0 volt si le signal est absent. Ce niveau est ensuite appliqué aux deux portes restantes (3I4 icl et 4/4 icl)du cd 401 1 montées en suiveur l'entrée étant les broches 8 et 9 et la sortie la broche 1. Le niveau électrique de la broche 11 est appliqué à la base de t1 ( bc 548 ) par r4 (100k ) et d2 ( 1 n 4148 ). Lorsque le niveau est de 3 volt à la borne 1 1 le transistor t1 est conducteur Son émetteur étant à la masse et son collecteur relié à base d'un transistor pnp t2 ( 2n 2907) par une résistance r5 ( 4k7 font que dans cet état t2 est saturé et permet le passage du courant- Le collecteur passe au meme niveau que l'émetteur qui est de volts et alimente le codeur (ic2) et l'émetteur (ic3). Le codeur est construis autour d'un circuit intégré ic2 (um 3750M) qui est un encodeur dont le nombre de codes possibles est de 4096. Sa tension d'alimentation ne devant pas excéder 11 volts il est inséré entre le 12 volt et sa broche 2 diodes d3 et d4 qui font chuter la tension de 1.2 volt. Ce circuit dispose d'une base de temps interne dont la fréquence est déterminée par la résistance r7 100k ) la capacité c3 ( 104pf ) sur la broche 15. La tension appliquée sur la broche 17 détermine dans quel mode il est employé. Elle sera nulle en mode décodage et au potentiel d'alimentation en encodage ce qui est le cas . Elle est donc reliée à la broche 20 ( vcc ). Le code est déterminé par les entrées 1 à 9 et 12 à 14 selon qu'elles soient à la masse ou non raccordées. Dans l'exemple donné le code est déterminé par les broches 2 et 6 mises à la masse et les autres broches laissées en l'air. Les broches 10 et 1 1 ne sont pas utilisées sur ce circuit. Le signal codé sort à la broche 19 et est directement utilisé pour moduler l'émetteur sur sa broche 6. Celui ci devra pouvoir transmettre des signaux digitaux . De nombreux schémas existent et les critères de choix seront plutot du coté législation donc basés sur la fréquence de porteuse utilisée et la puissance d'émission. Pour la description il a été choisis à titre indicatif et nullement limitatif un module hybride du commerce : mipot tx 433. Sa fréquence d'émission est de 433.92 MHz et sa puissance 8 mW. Il reçoit le - 12 volts sur ses broches let 2. Les broches 3 et 4 sont la masse. Le signal issu de la borne 19 de l'encodeur est appliqué à l'entrée 6 de l'émetteur qui est son entrée de modulation. C'est une modulation en tout ou rien c'est à dire qu'il y a porteuse si cette entrée est ' l'état haut et pas de porteuse si cette entrée est à l'état bas. La porteuse hf est donc découpée à l'image des créneaux qui sont appliquées sur l'entrée 6 et est envoyée à l'antenne par la broche 5. Dans le cas de véhicules assez long ou de véhicules avec attelage (caravanes, camion avec remorque) il peut etre rajouté un étage amplificateur hf au montage de manière à assurer une portée suffisante. Celui ci est composé de l'ensemble e4 (100pf), r8 (27k), r9(68 ohms),t3 (bfr90),Ll (10 microH),c5 (100 pf). Les liaisons à faire sont en pointillés. La figure 12 représente le schéma de la partie réception. Comme pour l'émetteur de nombreux schémas de récepteur existent. N'importe quel schéma pourra convenir du moment que ce récepteur est accordé sur l'émetteur et accepte les signaux numériques. C'est pourquoi a été choisi pour description à titre indicatif et nullement limitatif un circuit hybride du commerce référence : mipot rlam 433 compatible avec l'émetteur. Ce récepteur (icr 1 )est alimenté sur ces broches 1, 12 et 15 le + 5 volts issu régulateur ( rég 1) LM 7805 dont le moins est relié aux broches 2,7 et 11. Dans l'exemple de la description donné à titre indicatif le régulateur reçoit le + 12 volt du véhicule par une prise d'allume cigare. Dans un modèle non décrit le récepteur peut etre alimenté par piles avec une tension minimum d'environ 5 volts. Le signal hf est reçu par l'antenne sur la broche 3.1e signal digital sort à la broche 14 et est appliqué sur la broche 16 du décodeur (icr 2). Ce circuit est un 3750.C'est le meme que celui employé à l'émission mais en version normale alors que celui de l'émission est en version cms ce qui crée petite différence de brochage. Les broches 1 à 12 servent à définir le codes retenus. Pour etre compatible avec le codage de l'émetteur les broches 2 et 6 seront à la masse et les autres ne seront pas raccordées. Pour etre validé en décodeur la broche 15 (mode select) est mise à la masse. La fréquence de l'horloge interne est déterminée par crl (l00pf) et rrl(100k) sur broche 13. Le + 5 volts est relié à la broche 18 et le moins à la broche 14. Lorsqu'un signal reconnu conforme est présent sur la broche 16 la sortie (broche 17) passe à l'état bas. Cet état bas est transmis à la base de par RR3 (4,7k). La base de trl (2n 2907) qui est de type pnp devient négative par rapport à son émetteur ce qui le rend passant. Le plus 5 volts est donc présent sur son collecteur ce qui alimente le buzzer (buz) et la led (L qui est reliée par RR2 (220 ohms). Le circuit imprimé de l'émetteur avec son implantation vu coté cuivre est représenté figure 13. Le circuit imprimé du récepteur avec son implantation vu coté composant est représenté figure 14. Le circuit du récepteur sera mis dans un petit boitier (10) en plastique moulé par injection représenté figure 15. A titre d'exemple non limitatif il aura une taille d'environ 5 cm de longueur,4em de largeur et 1 cm d'épaisseur. Ses 4 coins seront plus epais et comporteront les trous( 10-1) pour visser le couvercle. Le fil d'alimentation par l'allume cigare passe par le trou (10-2). La figure 16 représente le couvercle qui sera aussi en plastique moulé par injection avec le trou du témoin lumineux et celui du buzzer (B). les différentes parties placées dans l'enjoliveur sont réparties tel que sur la figure 17.L'enjoliveur est en plastique moulé par injection, il comportera au centre une cavité cylindrique d'environ 1.3 cm de profondeur et 2 cm de diamètre qui est le boitier (5) destiné a recevoir les piles. Juste à coté, une cavité rectangulaire d'environ 5 cm long, 4 cm de large et 1 cm de profondeur recevra le circuit imprimé (CI)de l'électronique d'enjoliveur qui sera collé à l'intérieur et recouvert d'une couche colle ou de résine afin d'assurer l'étanchéité. Une troisième cavité rectangulaire d'environ 3 cm de long, 0.5 cm de large et 5 de profondeur servira à l'implantation du contact SI. Les fils électriques de liaison pourront etres incrustés dans l'enjoliveur lors du moulage, sinon des petites tranchés seront faites lors du moulage. Le contact s1 et sa position par rapport à l'enjoliveur (5) est détaillé figure 18 par une vue de dessus complétée d'une vue en coupe. Il se compose d'un boitier en plastique d'environ 3cm de long, 0.5cm de large et 0.3 cm de profondeur. Une partie pleine (s1-1) moulé avec le boitier supporte une lame de contact électrique souple(sl-2) d'environ 2.5 cm de long et 1.5mm de large. Une deuxième lame(sl-3), fixe, est collée face à l'extrémité de la première. Une masselotte(sl-4) ,dont le poids seul d'environ 1 gramme ne suffit pas à appuyer laine (s1-2), quelque soit la position de la roue, est placée derrière cette lame. La masselotte est emprisonnée par un rebord -5) qui fait partie du boitier. L'ensemble est fermé par un petit couvercle en plastique collé. Ainsi réalisé force de la masselotte sur la lame(sl-2) sera suffisante pour qu'elle entre en contact avec la lame fixe (s1-3) à partir d'environ 0 km heure. La figure 18 représente la cavité centrale circulaire formant le boitier des piles(5). Au fond est placée une lame métallique(5-1) sur laquelle soudé un petit ressort(5-2) destiné à faire contact avec le + 12volt. une deuxième lame(5 à la hauteur du - de la troisième pile et du + de la quatrième en partant ressort sert à collecter le + 3 volt. Cette lame est très flexible de manière à pouvoir à pouvoir introduire les trois premières piles . quatrième pile est placée par dessus dans le meure sens que les autres. Le tout est fermé et appuyé par un bouchon en plastique(5-4) pourvu d'une rondelle métallique(5-5) qui. fait contact avec le moins des piles. Les trois fils seront ensuite raccordés sur le circuit imprimé de l'électronique(ci). Il est bien entendu que la présente invention n'est pas limitée au mode de realisation décrit qui n'est qu'un exemple et que des modifications peuvent etre apportées sans que l'on s'écarte de la présente invention. Selon une variante non. Illustrée la bande (2) pourra ne faire qu'un demi tour de la jante de chaque coté du capteur et comporter une attache reunissant les deux extrémités. Le renfort de la bande (2-1) pourra etre une autre matière que plastique du moment qu'elle soit fine souple et très solide. Le capteur de pression pourra etre d'une conception différente condition etre léger, plat et peu sensible à la vitesse de rotation de la roue. Fnfin, selon un autre modèle non illustré et sans rien modifier système, pourra etre rajoutés sur la bande des capteurs complémentaires branchés en parallèle sur le capteur principal tel que température de jante excessive et vitesse excessive par rapport au pneu monté. REVENDICATIONS 1) Dispositif pour avertir le chauffeur d'un véhicule d'une sous pression de pneumatique caractérisé en ce qu'il comporte une bande autocollante fixant un capteur de pression relié électriquement par la partie métallique de la valve au système électronique qui est implanté dans l'enjoliveur et en liaison hertzienne avec l'habitacle. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la bande(2) est une feuille métallisé(2-2) autocollante renforcée par une bande de plastique(2-1) collée par dessus. 3) Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que la bande (2) est telle qu'elle forme un condensateur avec la masse métallique jantes(l) comportant un revêtement protecteur . 4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en que la bande(2) fixe le capteur de pression(3) sur l'intérieur de la jante(l). 5) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en que le capteur de pressi.on(3) est pourvu d'un fil conducteur flexible(3-8) dont la forme est telle qu'il se place obligatoirement dans le cylindre métallique(4) la valve. 6) Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en que le fil flexible utilise la partie métallique(4) de la valve comme liaison électrique avec l'électronique(ci) de l'enjoliveur(6) 7) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en que l'électronique(ci) est intégrée dans l'enjoliveur(6). 8) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en que l'électronique(ci) envoie un signal par voie hertzienne directement dans 'habitacle. 9) Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 8 caractérisé en ce que le signal est reçu et transmis au chauffeur par un petit récepteur(rec) indépendant placé dans l'habitacle.