Brevet FR2822414A1 — publié le 20020927

Le secteur technique de la présente invention est celui des pneumatiques pour véhicule et des systèmes de réglage et de contrôle de sa pression. Dans le domaine d'application préféré ci-dessus, on a déjà proposé d'intégrer dans un pneumatique classique une valve pneumatique destinée principalement au gonflage et au dégonflage d'un pneu. La valve est commandée par un bloc pneumatique lui-même piloté automatiquement par un boîtier électronique ou manuellement par des boutons poussoirs. Pour plus de précision, on pourra se reporter aux brevets EP-0246953 et EP-0296017. Dans cette réalisation, la structure particulière du pneumatique n'est pas décrite et on notera que le gonflage n'est assuré que par une source externe au pneumatique. Or la simple commande du gonflage et du dégonflage du pneu par l'intermédiaire d'une source externe n'est plus satisfaisante aujourd'hui car les utilisateurs souhaitent que la gestion de la pression régnant dans la capacité en fonction de l'état du terrain parcouru ainsi que la détection d'une anomalie quelconque de la capacité soient réalisées de manière automatique et en totale autonomie. On pourra se reporter au brevet FR-88.00476 qui décrit un système de maintien en pression d'un pneumatique. C'est le but de l'invention que de proposer une roue avec pneumatique intégrant une source de pression et un système fiable de régulation de la pression du pneu et de contrôler en permanence et ce automatiquement l'état dudit pneu. L'invention a donc pour objet une roue avec pneumatique pour véhicule apte à être gonflée ou dégonflée du type constitué d'une enveloppe externe montée sur une jante, caractérisé en ce qu'elle comprend une enveloppe interne disposée dans un creux de la jante et apte à constituer une réserve d'air sous pression élevée, un premier actionneur intégré dans l'enveloppe interne autorisant le passage de l'air vers l'enveloppe extérieure pour assurer son gonflage, un second actionneur intégré dans l'enveloppe externe autorisant le passage de l'air vers l'extérieur pour assurer son dégonflage. Selon une réalisation, l'actionneur comprend un moyen d'ouverture, un moyen pour commander l'ouverture et une source d'énergie électrique, la source d'énergie électrique étant constituée par un système électronique capable de récupérer et de stocker soit l'énergie issue des effets d'inertie liés à l'accélération ou la décélération du véhicule soit de la déformation cyclique des flancs dudit pneu. Selon une autre réalisation, la source d'énergie électrique peut être reliée à une dynamo entraînée par l'accélération ou la décélération du véhicule. Selon cette réalisation, le pneumatique comprend un premier détecteur de température et de pression intégré dans l'enveloppe interne destiné à mesurer la pression et la température régnant dans ladite enveloppe et un second détecteur de température et de pression intégré dans l'enveloppe externe destiné à mesurer la pression et la température régnant dans ladite enveloppe. Avantageusement, chaque détecteur est équipé d'un émetteur pouvant être déclenché soit à distance pour transmettre à la demande les données de température et de pression soit automatiquement en cas de variation des paramètres et de température dépassant des limites préétablies. L'invention a également pour objet un système de régulation de la pression régnant dans un pneumatique, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble électronique apte à émettre des informations à l'un ou l'autre des actionneurs et/ou à recevoir les informations délivrées par le ou les détecteurs pour contrôler la pression et la température régnant dans l'enveloppe externe et dans l'enveloppe interne, un moyen de commande de l'ensemble électronique et un clavier, ledit système commandant la valeur de la pression de l'enveloppe externe entre une valeur minimale et une valeur maximale en fonction d'une logique de commande en relation avec les conditions extérieures auxquelles le pneumatique est soumis et assurant un contrôle permanent de la valeur de ladite pression régnant dans ledit pneumatique. Avantageusement, le moyen de commande se présente sous la forme d'un boîtier électronique renfermant des moyens logiques de commande. Avantageusement encore, le clavier comporte des indicateurs de l'état de la capacité visibles par un opérateur et des moyens pour afficher une correction ou des valeurs de consigne de la pression régnant dans chacun des pneumatiques pilotés. Avantageusement encore, le clavier est solidaire du moyen de commande. Avantageusement encore, le système comprend des moyens permettant de détecter la mise à l'air libre d'une capacité et de localiser ladite capacité. Avantageusement encore, le système comprend des valeurs de consignes différenciées selon l'état de charge du véhicule par exemple à pleine charge, à demi charge ou à vide et ce pour chaque type de terrain en association avec un indicateur de survitesse. Avantageusement encore, le système comprend soit un système permanent de maintien en pression de l'enveloppe interne, soit des valeurs minimales de la pression devant régner dans l'enveloppe interne afin soit d'alerter le conducteur pour qu'il procède à sa remise sous pression par une intervention externe, soit de déclencher un dispositif automatique de regonflage pouvant être intégré dans le véhicule ou dans la roue. Un tout premier avantage du pneumatique selon l'invention réside dans la structure simplifiée de réalisation des roues d'un véhicule aptes à intégrer tous les éléments permettant de gérer sa pression de gonflage et de connaître son état. Un autre avantage de l'invention réside dans la disponibilité permanente d'une source de pression d'air dans l'enveloppe interne permettant de réaliser des gonflages très rapides de l'enveloppe externe. Un autre avantage de l'invention réside dans l'isolation de la source de pression par rapport à l'extérieur. Un autre avantage de l'invention réside dans le fait que la source de pression permet un roulage normal du véhicule en cas de crevaison. Un autre avantage de l'invention réside dans le fait que le système permet à l'opérateur d'imposer à tout moment une consigne différente de la consigne imposée automatiquement. Un autre avantage réside dans le fait que le système permet d'isoler une capacité du reste de l'installation en cas d'avarie grave. Un autre avantage du système selon l'invention réside dans le fait qu'une capacité peut être changée sans aucune perturbation de fonctionnement, le système restant opérationnel. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec un dessin dans lequel : - la figure 1 est une coupe schématique du pneu selon l'invention, - la figure 2 illustre la réalisation schématique d'un mode de réalisation d'un actionneur, - la figure 3 illustre la réalisation schématique d'un mode de réalisation d'un capteur, - la figure 4 illustre la réalisation schématique du système de commande. Sur la figure 1, on a représenté une roue 1 d'un véhicule non représenté, constituée d'une jante 2 sur laquelle est montée une enveloppe externe 3. La jante 2 présente une partie périphérique 4 présentant un creux. Une enveloppe interne 5 est disposée avantageusement dans le creux. Cette enveloppe 5 peut se présenter sous la forme d'un tube fermé à paroi épaisse ou sous la forme d'un boudin plein muni de perforations communicantes entre elles. Cette enveloppe 5 peut être mise sous pression élevée par exemple 100. 105 Pa, si aucun système de gonflage permanent n'est installé ou par exemple 5 à 10. 105 Pa si un système de gonflage permanent est utilisé pour constituer une réserve d'air comprimé susceptible d'alimenter l'enveloppe externe 3. L'enveloppe interne 5 présente une dureté et une résistance suffisante pour constituer une surface de roulement en cas de crevaison non compensable de l'enveloppe externe 3. L'enveloppe interne 5 est munie d'un premier actionneur 6 dont le rôle est d'autoriser le passage de l'air comprimé vers l'enveloppe externe 3. Ainsi par prélèvements successifs il est possible d'ajuster la pression régnant dans l'enveloppe externe 3. L'enveloppe 5 est également munie d'un premier détecteur 7 destiné à mesurer la température et la pression régnant à l'intérieur et dont l'intérêt sera explicité ci-après. L'enveloppe 3 est munie d'un second actionneur 8 destiné à la faire communiquer avec le milieu extérieur. L'ouverture de cet actionneur 8 est contrôlée par des moyens décrits ci-après pour assurer un dégonflage rapide ou lent de l'enveloppe 3. L'enveloppe 3 est également munie d'un capteur 9 permettant de mesurer la pression et la température régnant à l'intérieur de celle-ci. La structure des capteurs 7 et 9 est prévue pour transmettre sans fil les mesures effectuées soit en continu pendant un temps donné, soit ponctuellement au gré de l'utilisateur, soit enfin de manière aléatoire suivant une logique de commande. La structure du pneumatique décrit permet donc de s'affranchir pour un fonctionnement normal d'une source extérieure de pression et permet de simplifier les différents contrôles ou commandes requis pour gérer la pression du pneumatique en fonction de l'utilisation du véhicule, de l'état de la surface de roulage, de la charge transportée ou de tout autre paramètre considéré comme pertinent. Sur la figure 2, on a représenté un exemple de réalisation d'un actionneur 6 (ou 8) se présentant sous la forme d'un clapet anti-retour comprenant par exemple une bille 10 en appui sur un siège délimité par un support 11. La bille 10 est relié à un moyen de commande 12 destiné à assurer un décollement de la bille de son siège. Une source d'énergie 13 permet d'alimenter par exemple en courant électrique le moyen 12. A titre d'exemple, la source 13 peut être constituée par un système électronique capable de récupérer et de stocker soit l'énergie issue des effets d'inertie liés à l'accélération ou la décélération du véhicule soit les déformations cycliques des flancs du pneumatique. Ainsi, une dynamo entraînée en rotation lors des mouvements d'accélération ou de décélération du véhicule constitue un moyen de production d'énergie que l'on peut miniaturiser. L'ouverture de l'actionneur est commandée par un récepteur intégré au moyen de commande 12. Cet actionneur peut être réalisé sous une forme très compacte avec une masse très faible permettant un équilibrage normal de la roue. Sur la figure 3, on a représenté un capteur 7 (ou 9) comprenant une sonde 14 ou détecteur pour la mesure de la température et une sonde 15 ou détecteur pour la mesure de la pression. Ces sondes sont connectées à un émetteur 16. Bien entendu, le capteur peut être commandé pour le mettre en veille ou l'activer. L'émetteur peut être déclenché soit à distance pour transmettre à la demande les données de température et de pression soit automatiquement en cas de variation des paramètres de température et de pression dépassant des consignes préétablies. Selon l'invention, on adjoint au pneumatique précédemment décrit un système de régulation permettant de contrôler la pression dans l'enveloppe externe 3 et de la faire varier automatiquement en fonction d'un certain nombre de critères tels la charge transportée ou l'état du terrain. On comprend qu'une telle possibilité offerte aux utilisateurs soit souhaitée. En effet, la structure d'un véhicule n'est pas sollicitée de la même manière lorsque celui-ci est à pleine charge, à demi charge ou à vide. Il en est de même lorsque ce véhicule roule sur un terrain accidenté, sur du sable, sur une route ou sur une autoroute. Une intervention sur la pression de gonflage permet de réduire ces sollicitations et de les ramener à un niveau compatible avec les critères de sécurité et de mobilité requis et une durée de vie normale du véhicule. D'autre part, il s'avère indispensable de connaître à tout moment l'état des pneumatiques du véhicule en particulier en cas de crevaison ou en cas d'avarie irrémédiable. Avantageusement encore, le système comprend soit un système permanent de maintien en pression de l'enveloppe interne, soit des valeurs minimales de la pression devant régner dans l'enveloppe interne afin soit d'alerter le conducteur pour qu'il procède à sa remise sous pression par une intervention externe, soit de déclencher un dispositif automatique de regonflage pouvant être intégré dans le véhicule ou dans la roue. Sur la figure 4, on a représenté les différents composants du système de commande qui comprend un ensemble électronique 17, un moyen de commande 18 et un clavier 19. L'ensemble électronique 17 permet d'assurer toutes les fonctions de contrôle prévues par une logique de commande. Cet ensemble permet selon le cas de gonfler ou de dégonfler le pneumatique 1 ou, selon le cas, un groupe de pneumatiques, d'assurer une surveillance automatique du ou des pneumatiques par un affichage permanent de la pression et de la température, d'ajuster automatiquement la pression du pneumatique en fonction d'une consigne, de détecter et de localiser une capacité mise à l'air libre, de compenser cette mise à l'air libre, d'isoler du reste du système un pneumatique si celui-ci n'est pas compensable, de délivrer une information de survitesse et de corriger la pression. Bien entendu, cet ensemble comporte des moyens électroniques permettant la détection de la pression et de la température intégrés éventuellement dans la capacité ou disposés à distance en relation avec les actionneurs et les détecteurs décrits précédemment. L'ensemble 17 peut comprendre un premier récepteur 20 en relation avec les sondes 14 des capteurs 7 et 9 de chaque pneumatique et un second récepteur 21 en relation avec les sondes 15 de ces capteurs, ces deux récepteurs pouvant être par ailleurs fusionnés. L'ensemble 17 comporte également un émetteur 22 en relation avec l'actionneur 6 et un second émetteur en relation avec l'actionneur 8. Ainsi, le signal émis par l'émetteur 16 est reçu et traité dans le moyen de commande afin de transmettre les informations au clavier 19. Le moyen de commande 18 est un boîtier électronique renfermant des moyens logiques de commande permettant d'initier chacune des mesures nécessaires au fonctionnement du système. Il s'agit donc d'une série d'instructions ou programme permettant d'obtenir un affichage au niveau du clavier 19 représentatif de l'ordre donné. Ainsi, si on veut gonfler l'enveloppe 3 suivant une consigne préétablie suite par exemple à un passage d'un terrain mou à une route, on commande l'ouverture de l'actionneur 8 pour mettre en communication la source de pression constituée par l'enveloppe interne 5 avec l'enveloppe 3. Lorsque la valeur de consigne est atteinte c'est-à-dire lorsque l'écart entre les deux valeurs en cause est nul, le boîtier 18 commande la fermeture de l'actionneur 6. Un processus analogue est adopté pour assurer le dégonflage de l'enveloppe 3. Lorsque l'ordre est donné, l'actionneur 8 est ouvert et l'air s'échappe à l'extérieur. Il en est de même lorsqu'on souhaite contrôler la pression d'un pneumatique. Le capteur de pression est activé par le moyen de commande 18 et la valeur mesurée est affichée au niveau du clavier. Il va de soit que le moyen 18 permet de discriminer les informations venant de chaque pneumatique. Un contrôle régulier de la réserve de pression 5 est prévu pour vérifier son bon fonctionnement et mesurer la pression d'air présente. Ainsi pour une pression dans le pneumatique 2 allant jusqu'à 800 kPa, la pression dans l'enveloppe interne 5 pourrait se situer par exemple autour de 1200 kPa avec un système de regonflage permanent ou autour de 10 000 kPa sans ce dispositif. Si la pression dans l'enveloppe 5 devient inférieure à celle de l'enveloppe 3, le système continue à fonctionner suivant un mode dégradé dans lequel le gonflage n'est plus possible, les autres fonctions étant disponibles. Le clavier 19 comporte des indicateurs de l'état de la capacité visibles par un opérateur et des moyens pour afficher une correction ou une valeur de consigne de la pression régnant dans la capacité. Ce clavier peut comporter par exemple un indicateur par seuil de pression fonction du terrain et de la charge du véhicule, un indicateur de la charge elle-même, un indicateur d'anomalie de l'accumulateur de pression, un indicateur d'anomalie d'une partie du système, un indicateur de la localisation de la capacité mise à l'air libre, un indicateur de l'état de la capacité endommagée tel une crevaison compensable par un gonflage permanent ou impossible à compenser. Tous ces indicateurs sont initiés par l'ensemble électronique ou à l'inverse la valeur affichée par un opérateur est transmise par le clavier 19 vers le moyen 18 qui commande à son tour l'organe sélectionné. Le clavier peut être rendu solidaire du moyen de commande. Le système peut comprendre un indicateur de survitesse. Ceci peut s'avérer important lorsque la pression nominale affichée des pneumatiques n'est pas en corrélation avec la vitesse du véhicule. Le système selon l'invention comprend des moyens pour comparer la vitesse du véhicule par rapport à la vitesse maximale autorisée pour la pression nominale affichée. L'indicateur correspondant sur le clavier est alimenté et le conducteur du véhicule est prévenu de cette situation. Il peut alors corriger la consigne de gonflage jusqu'à disparition du signal de survitesse. Si le conducteur n'intervent pas au bout d'un temps donné, une correction automatique de la pression de gonflage peut intervenir en référence à un abaque de vitesse intégrée dans le boîtier 9 au moment de la livraison du système. Le système selon l'invention peut assurer à la fois un dégonflage lent de l'enveloppe externe 3 et un dégonflage rapide. Par dégonflage lent, on entend par exemple un dégonflage de 2,5. 105 Pa à 2. 105 Pa en 5 mm. Par dégonflage rapide, on entend par exemple un dégonflage de 2. 105 Pa à 105 Pa en quelques secondes. Ce dégonflage rapide peut s'avérer important en cas de verglas ou de freinage d'urgence-pour adapter rapidement l'adhérence du pneumatique. REVENDICATIONS 1. Roue avec pneumatique (1) pour véhicule apte à être gonflée ou dégonflée du type constitué d'une enveloppe externe (3) montée sur une jante (2), caractérisée en ce qu'elle comprend une enveloppe interne (5) disposée au fond de la jante (2) et apte à constituer une réserve d'air sous pression élevée, un premier actionneur (6) intégré dans l'enveloppe interne (5) autorisant le passage de l'air vers l'enveloppe externe (3) pour assurer son gonflage, un second actionneur (8) intégré dans l'enveloppe externe (3) autorisant l'évacuation de l'air vers l'extérieur pour assurer son dégonflage. 2. Roue avec pneumatique pour véhicule selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'actionneur (6) comprend un moyen d'ouverture (10), un moyen (12) pour commander l'ouverture et une source d'énergie électrique (13). 3. Roue avec pneumatique pour véhicule selon la revendication 2, caractérisée en ce que la source d'énergie électrique (13) est constituée par un système électronique apte à récupérer et à stocker l'énergie issue de l'inertie liée à l'accélération ou la décélération du véhicule ou la déformation cyclique du pneumatique. 4. Roue avec pneumatique pour véhicule selon la revendication 2, caractérisée en ce que la source (13) d'énergie électrique peut être reliée à une dynamo entraînée par l'accélération ou la décélération du véhicule. 5. Roue avec pneumatique pour véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un premier détecteur (7) de température et de pression intégré dans l'enveloppe interne (5) destiné à mesurer la pression et la température régnant dans ladite enveloppe. 6. Roue avec pneumatique pour véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un second détecteur (9) de température et de pression intégré dans l'enveloppe externe (3) destiné à mesurer la pression et la température régnant dans ladite enveloppe. 7. Roue avec pneumatique pour véhicule selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que le détecteur (7,9) est équipé d'un émetteur déclenchable (16) soit à distance pour transmettre les données de température et de pression soit automatiquement en cas d'une variation des paramètres de pression et de température supérieure ou inférieure à une consigne préétablie. 8. Roue avec pneumatique pour véhicule selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que l'un ou l'autre des actionneurs (6,8) est relié à un ensemble électronique (17) apte à émettre des informations à et/ou à recevoir les informations délivrées par le ou les détecteurs (7,9) pour contrôler la pression et la température régnant dans l'enveloppe externe (3) et/ou dans l'enveloppe interne (5), à un moyen de commande (18) de l'ensemble électronique et à un clavier (19), ledit ensemble commandant la valeur de la pression de l'enveloppe externe entre une valeur minimale et une valeur maximale en fonction d'une logique de commande en relation avec les conditions extérieures auxquelles le pneumatique est soumis et assurant un contrôle permanent de la valeur de ladite pression régnant dans ledit pneumatique.