FR2529513A1 - DEVICE FOR MEASURING A PARAMETER IN A TIRE ON A WHEEL, IN PARTICULAR A MOTOR VEHICLE - Google Patents
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Abstract
DISPOSITIF DE MESURE D'UN PARAMETRE DANS UN PNEUMATIQUE SUR UNE ROUE, NOTAMMENT DE VEHICULE AUTOMOBILE. LE DISPOSITIF COMPORTE UN ENSEMBLE 7 SITUE A L'INTERIEUR D'UN PNEUMATIQUE 3, COMPORTANT UN CAPTEUR DE PRESSION ET EVENTUELLEMENT DE TEMPERATURE, ET RELIE A DEUX ARMATURES 10, 11 SITUEES SUR LA FACE CENTRIPETE DE LA JANTE 2 ET FORMANT, AVEC DES ARMATURES CORRESPONDANTES 12, 13 PORTEES PAR LE DISPOSITIF DE MACHOIRES DE FREIN, DEUX CAPACITES RELIEES EN COUPLAGE DIFFERENTIEL A DES MOYENS D'EXPLOITATION 17, L'ENSEMBLE 7 ETANT ALIMENTE PAR UNE PILE AU LITHIUM INTEGREE, ET TRANSMETTANT CES INFORMATIONS AUX MOYENS D'EXPLOITATION PAR CODAGE FSK.DEVICE FOR MEASURING A PARAMETER IN A TIRE ON A WHEEL, ESPECIALLY OF A MOTOR VEHICLE. THE DEVICE INCLUDES AN ASSEMBLY 7 LOCATED INSIDE A TIRE 3, INCLUDING A PRESSURE AND POSSIBLY TEMPERATURE SENSOR, AND CONNECTED TO TWO FRAMES 10, 11 LOCATED ON THE CENTRIPAL FACE OF RIM 2 AND FORMING, WITH FRAMES CORRESPONDENTS 12, 13 CARRIED BY THE BRAKE SHOE DEVICE, TWO CAPACITIES LINKED IN DIFFERENTIAL COUPLING TO OPERATING MEANS 17, ASSEMBLY 7 BEING POWERED BY AN INTEGRATED LITHIUM BATTERY, AND TRANSMITTING THIS INFORMATION TO THE OPERATING MEANS FSK CODING.
Description
Dispositif de mesure d'un paramètre dans un pneumatiqueDevice for measuring a parameter in a tire
sur une roue, notamment de véhicule automobile. on a wheel, especially a motor vehicle.
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La présente invention a trait à un dispositif de mesure d'un paramètre tel que par exemple une pression et/ou une température à l'intérieur d'un pneumatique porté par une roue, ledit dispositif étant applicable notamment à la mesure de la pression ou de la température à l'intérieur d'un pneumatique sur une ou plusieurs rouesd'un véhicule automobile tel que par exemple une The present invention relates to a device for measuring a parameter such as, for example, a pressure and / or a temperature inside a tire carried by a wheel, said device being applicable in particular to the measurement of the pressure or of the temperature inside a tire on one or more wheels of a motor vehicle such as for example a
voiture ou un poidslourd.car or heavy weight.
On a déjà proposé un certain nombre de disposi- A number of provisions have already been proposed
tifsdestinésà donner une indication concernant la valeur d'un paramètre tel que par exemple la pression, au niveau intended to give an indication of the value of a parameter such as, for
d'un organe rotatif ou d'une roue.a rotary member or a wheel.
La plupart de ces dispositif ne peuvent fournir qu'une indication limitée à une valeur définiedu paramètre provoquant la fermeture d'un contact électrique, la lecture de l'information correspondante étant effectuée à chaque tour de roue au moment de la coïncidence angulaire entre l'élément porté par la roue et un élément correspondant fixe Outre leur incapacité à effectuer une mesure sur une large plage de valeurs,ces dispositifs sont limités Most of these devices can provide only a limited indication of a definite value of the parameter causing the closing of an electrical contact, the reading of the corresponding information being performed at each wheel revolution at the time of the angular coincidence between the element carried by the wheel and a corresponding fixed element In addition to their inability to measure over a wide range of values, these devices are limited
dans leur utilisation du fait qu'à l'arrêt de l'organe rota- in their use, because when the rotational organ stops
tif dans une position aléatoire, il leur est impossible soit d'effectuer la mesure, soit d'assurer la transmission d'une mesure qui aurait été effectuée Ces dispositifs, qui utilisent un couplage électro-magnétique entre l'élément porté par la roue et l'élément correspondant fixene sont en outre nullement appropriés à l'utilisation dans le in a random position, it is impossible either to measure them or to ensure the transmission of a measurement that would have been made. These devices, which use an electro-magnetic coupling between the element carried by the wheel and the corresponding element fixene are furthermore in no way suitable for use in the
domaine des véhicules automobiles courants, car ils nécessi- motor vehicles, since they require
tent la présence, aussi bien sur la roue qu'en regard de the presence, both on the wheel and
la roue sur une partie non rotative du véhicule, d'élé- the wheel on a non-rotating part of the vehicle,
ments électro-magnétiques incompatibles, dans la pratique, incompatible electromagnetic devices, in practice,
avec les exigences de simplicité et de rusticité qui prési- with the requirements of simplicity and hardiness that preside over
dent au remplacement ou au démontage par un personnel peu replacement or dismantling by a small staff
qualifié ou par le grand public.qualified or by the general public.
On a également déjà proposé de monter, sur une It has also been proposed to mount, on a
roue portant un pneumatique, un émetteur radio-électri- wheel carrying a tire, a radio-electric transmitter
que coopérant avec un récepteur monté sur une partie non that cooperating with a receiver mounted on a non
rotative du véhicule De tels dispositifs peuvent éventuel- Such devices may possibly
lement fonctionner même à l'arrêt de la roue dans une position aléatoire Leur usage ne peut cependant pas être généralisé du fait que les réglementations en vigueur s'opposeraient à l'encombrement hertzien qui serait provoqué par la présence de tels dispositifs sur de nombreux even if the wheel stops in a random position Their use can not however be generalized because the regulations in force would oppose the radio interference that would be caused by the presence of such devices on many
véhicules qui-se brouilleraient réciproquement. vehicles that would scramble each other.
Enfin, on a également déjà proposé d'assurer entre deux parties mécaniques, susceptibles de tourner l'une par rapport à l'autre, une transmission par couplage capacitif utilisant deux capacités dont les armatures Finally, it has also been proposed to provide between two mechanical parts, which can rotate relative to one another, a capacitive coupling transmission using two capacities including the reinforcements
sont portées, respectivement, par les deux parties méca- are carried respectively by the two mechanical parts
niques en regard, enfin d'assurer dans un sens la trans- opposite, finally to ensure in a sense the trans-
mission d'une énergie électrique à partir d'un générateur de fréquence ainsi que des ordres de télécommande par modulation de fréquence du générateur, et dans l'autre sens, des informations provenant de circuitsde mesure très émettant à une fréquence/supérieure à la fréquence du générateur de puissance Un tel dispositif présente cependant divers inconvénients En particulier, le mode de fonctionnement et les valeurs extrêmement différentes des fréquences utilisées nécessitent que les capacités possèdent des armatures de surface importante,écartéEsd'une distance extrêmement faible de l'ordre du millimètre Un tel dispositif n'est nullement adapté à la transmission de signaux entre une roue à pneumatique de véhicule et une partie fixe du véhicule compte tenu de l'environnement difficile, des nombreux effets parasites susceptibles transmission of electrical energy from a frequency generator as well as remote control commands by frequency modulation of the generator, and in the other direction, information from highly measurement circuits emitting at a frequency / higher than the frequency However, the operating mode and the values, which are extremely different from the frequencies used, require that the capacitors have large surface plates spaced apart by an extremely small distance of the order of a millimeter. Such a device is in no way suitable for transmitting signals between a vehicle tire wheel and a fixed part of the vehicle in view of the difficult environment, the numerous parasitic effects likely
d'être présents et des exigences de simplicité et d'ab- to be present and the requirements of simplicity and ab-
sence d'encombrement dues au fait que les déposes, remplacementsde roue ou interventions diverses à ce congestion due to the fact that the deposition, wheel replacements or
niveau sont effectués par des personnes peu ou non qua- level are carried out by people who have little or no
lifiées. La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients et de fournir un dispositif de mesure d'au moins un paramètre tel que par exemple la pression et la température sur une roue munie d'un pneumatique, et notamment une roue de véhicule automobilepermettant de capter des paramètres variables au niveau du,ou dans le pneumatique, de transmettre directement ou éventuellement à la demande, la ou les valeurs de paramètrescaptées à une structure ncn rotative du véhicule et d'exploiter les lifiées. The present invention proposes to overcome these drawbacks and to provide a device for measuring at least one parameter such as, for example, the pressure and the temperature on a wheel provided with a tire, and in particular a motor vehicle wheel enabling it to be picked up. variable parameters at or in the tire, to transmit directly or possibly on demand, the parameter value or values adapted to a rotating structure ncn of the vehicle and exploit the
informations ainsi obtenues, le tout d'une façon fiable. information thus obtained, all in a reliable way.
Un autre objectif i 1 'invention est de fournir un tel dispositif qui soit susceptible d'être mis en oeuvre sur des véhicules automobiles sans nécessiterde réelle modification ou transformation des roues et Another object of the invention is to provide such a device that can be implemented on motor vehicles without requiring actual modification or transformation of the wheels and
structures de véhicule existantes.existing vehicle structures.
Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel dispositif qui ne présente qu'un encombrement pratiquement nul au niveau de la roue et de son montage, permettant ainsi la pose, la dépose ou les réparations des roues et des structures voisines, notamment des freins, sans nécessiter aucune intervention au niveau du dispositif lui-même, ces opérations pouvant être effectuéescomme par le passé, par des personnes sans Another object of the invention is to provide such a device which has a substantially zero space at the wheel and its assembly, allowing the installation, removal or repairs of wheels and related structures, including brakes, without requiring any intervention at the level of the device itself, these operations can be performed as in the past, by people without
aucune qualification.no qualification.
Un autre objectif encore de l'invention est de fournir un tel dispositif qui soit susceptible de fonctionner dans des environnements très différents, d'être adapté sur des roues et véhicules de nature tout à fait différenteset de s'accommoder de variations ex- trêmement importantes dans les jeux, écarts et tolérances des pièces mécaniques en présence telles que roues, éléments constitutifs, freins, moyeux, fusées etc Un autre objectif encore de l'invention est qui, de fournir un tel dispositif/tout en étant adaptable à des véhiculesde typestout à fait différents,soit d'un Yet another object of the invention is to provide such a device which is capable of operating in very different environments, of being adapted to wheels and vehicles of quite different natures and of accommodating extremely important variations. in games, gaps and tolerances of mechanical parts in the presence such as wheels, components, brakes, hubs, rockets etc. Another objective of the invention is that of providing such a device / while being adaptable to vehicles of typestout quite different, either from a
prix de revient abaissé.cost price lowered.
Un autre objectif encore de l'invention est Another objective of the invention is
de fournir un tel dispositif qui ne nécessite pratique- to provide such a device that does not require practical
ment aucune intervention d'entretien pendant une durée no maintenance intervention for a period of time
extrêmement longue.extremely long.
L'invention a pour objet un dispositif de mesure d'au moins un paramètre, tel que notamment la pression ou la température, au niveau d'un pneumatique d'une roue, notamment d'une roue de véhicule automobile, ladite roue tournant autour d'un axe porté par une structure fixe, c'està-dire non rotative, dans lequel ou la roue comporte, dans le pneumatique/au niveau de celui-ci, au moins un capteur pour ce paramètre avec un circuit électronique associé, et la structure porte des moyens d'exploitationsensibles aux signaux générés dans ledit circuit, des moyens de couplage permettant de transmettre lesdits signaux depuis le circuit de capteur The subject of the invention is a device for measuring at least one parameter, such as, in particular, pressure or temperature, at the level of a tire of a wheel, in particular a wheel of a motor vehicle, said wheel rotating around it. an axis carried by a fixed structure, that is to say non-rotating, in which the wheel comprises, in the tire / at this level, at least one sensor for this parameter with an associated electronic circuit, and the structure carries operating means responsive to the signals generated in said circuit, coupling means for transmitting said signals from the sensor circuit
vers lesdits moyens d'exploitation portés par la struc- to said operating means carried by the structure
ture fixe, caractérisé en ce que les moyens de couplage comportent deux capacités, de préférence identiques, comportant chacune deux armatures, l'une des armatures des deux capacités étant fixée sur la roue et l'autre étant fixée, en regard, sur la structure fixe de façon que l'armature correspondante de roue défile devant elle, les capacités étant montées en fixed ture, characterized in that the coupling means comprise two capacities, preferably identical, each comprising two reinforcements, one of the armatures of the two capacities being fixed on the wheel and the other being fixed, facing, on the structure fixed so that the corresponding wheel frame scrolls in front of it, the capacities being mounted in
liaison avec le circuit de capteur et les moyens d'ex- connection with the sensor circuit and the means of ex-
ploitation en mode de transmission différentiel. operation in differential transmission mode.
Les deux armatures de roue sont de préférence fixées sur la face centripète d'une jante de roue, les armatures de structure étant fixées, en regard, sur la structure fixe De façon particulièrement avantageuse, 'uneau moins des armatures de chaque capacité s'étend selon une circonférence entière de sorte qu'une partie de cette armature est toujours disposée en face de la seconde armature de la capacité De façon particulièrement avantageuse, l'armature s'étendant sur un tour entier est fixée sur la jante de roue Dans un montage sur véhicules une automobiles,/ caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention réside dans le montage d'une armature de The two wheel armatures are preferably fixed on the centripetal face of a wheel rim, the structural armatures being fixed opposite one another to the fixed structure. Particularly advantageously, a water less of the armatures of each capacity extends according to an entire circumference so that a part of this frame is always disposed opposite the second frame of the capacity Particularly advantageously, the frame extending over an entire turn is fixed on the wheel rim In a mounting on vehicles an automobile, / particularly advantageous feature of the invention lies in the mounting of a frame of
chaque capacité sur la jante de roue et de l'autre arma- each capacity on the wheel rim and the other arma-
ture de chaque capacité sur la périphérie, proche de la capacity on the periphery, close to the
jante, du dispositif dermâchoires de frein à disque ou à tambour. rim, disc brake or drum brake calliper device.
De préférence, l'écartement séparant deux armatures de la même capacité est compris entre quelques millimètreset un centimètre, cet écartement pouvant d'ailleurs varier sans provoquer de perturbations de la Preferably, the spacing separating two armatures of the same capacity is between a few millimeters and a centimeter, this spacing may also vary without causing disturbances of the
transmission.transmission.
Selon un mode de mise en oeuvre particulièrement avantageux de l'invention, le codage et la transmission des signaux s'effectuent selon une modulation P S K, c'est-à-dire une rodulation du type à codage par variation de fréquence, de sorte qu'en raison du mode de transmission différentiel, l'information en provenance du ou des capteurs est transmise sous une forme numérique susceptible d'être According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the coding and the transmission of the signals are carried out according to a PSK modulation, that is to say a frequency variation coding of the type, so that 'because of the differential transmission mode, the information from the sensor (s) is transmitted in a digital form which can be
facilement exploitée par des moyens d'exploitation numé- easily exploited by digital means of
riques. Cependant, on pourrait également,à la rigueur, mettre en oeuvre un codage modulation de fréquence ou HAZARD. However, one could also, if need be, implement a frequency modulation coding or
tout autre codage permettant une transmission proportion- any other coding allowing proportional transmission
nelle de l'information, c'est-à-dire un nombre important de valeur différentesdu ou des paramètres physique tels information, that is, a significant number of different values of the physical parameter (s)
que pression ou teiérature sur une plage de mesure importan- pressure or temperature over an important measuring range
te et de préférence continue.te and preferably continuous.
Selon une caractéristique particulièrement avan- According to a particularly advantageous characteristic
tageuse de l'invention, le circuit électronique associé au(x) capteur(s) comporte une source d'énergie électrique liée au circuit ou portée par la roue tournante, telle qu'une pile longue durée, par exemple du type lithium. De préférence, les armatures de capacité sont constituées de bandes métalliques intégrées dans une structure isolante stratifiée de façon à comporter une bande isolante support peu épaisse dont une face est destinée à être appliquée contre la partie mobile telle que la jante de roue ou bien contre la structure fixe et dont l'autre porte une ou de préférence deux bandes métalliques parallèles, la ou les bandes et la partie apparente de cette dernière face de bande isolante étant recouvertesd'une seconde bande isolantede préférence plus mince que lapremière On peut ainsi fabriquer de façon industrielle, en continu, une bande complexe qui est découpée dans les longueurs voulues pour former les In the invention, the electronic circuit associated with the sensor (s) comprises a source of electrical energy connected to the circuit or carried by the rotating wheel, such as a long-lasting battery, for example of the lithium type. Preferably, the capacitance frames consist of metal strips integrated in an insulating structure laminated so as to comprise a thin insulating support band whose one face is intended to be applied against the movable part such as the wheel rim or against the fixed structure and the other carries one or preferably two parallel metal strips, the band or strips and the visible part of the latter insulating strip face being covered with a second insulating strip preferably thinner than the first one. industrial, continuously, a complex band that is cut into the desired lengths to form the
armatures désirées On préfère, selon la forme de réalisa- desired reinforcements Depending on the form of
tion déjà décrite, découper chaque fois une longueur already described, cut a length each time
correspondant au périmètre de la face interne ou centri- corresponding to the perimeter of the internal or
pète d'une jante de roue et une seconde longueur plus faible destinée à être appliquée sur la périphérie,en regard de la jante, d'un dispositif de frein,mais on pourrait également,en variante,découper des longueurs destinées à faire un tour complet aussi bien de la roue que de la partie fixe en dehors de celle-ci, ou bien des longueurs ne correspondant qu'à des arcs partiels desdites circonférences, auquel cas une transmission à l'état arrêté dans une position angulaire aléatoire of a wheel rim and a second shorter length to be applied on the periphery, opposite the rim, a brake device, but one could also, alternatively, cut lengths for a ride complete both the wheel and the fixed part outside thereof, or lengths corresponding only to partial arcs of said circumferences, in which case a transmission in the stopped state in a random angular position
n'est cependant pas assurée.however, is not assured.
De préférence, le ou les capteurs et le circuit électronique associé se trouvent réalisés sous forme de Preferably, the one or more sensors and the associated electronic circuit are realized in the form of
bloc noyé dans une résine isolante, le circuit étant lui- block embedded in an insulating resin, the circuit being itself
même réalisé en technologie CMOS à faible consommation Le bloc comporte avantageusement un capteur de pression, par exemple du type piézoélectrique ou quartz, Qu bien à variation capacitive, ou jauge résistive, en liaison directe avec l'atmosphère régnant dans le pneumatique alors que le circuit intégré du type CMOS peut intégrer les moyens capteurs de température aptes à délivrer des The block advantageously comprises a pressure sensor, for example of the piezoelectric or quartz type, which is of a capacitive variation, or a resistive gauge, in direct connection with the atmosphere prevailing in the tire whereas the circuit integrated CMOS type can integrate temperature sensing means capable of delivering
signaux proportionnels à la température. signals proportional to the temperature.
En variante, le capteur de température peut être une thermistance classique convenablement insérée Alternatively, the temperature sensor may be a conventional thermistor suitably inserted
dans le circuit ou reliée à celui-ci. in the circuit or connected to it.
La fixation des armatures, par exemple sous forme Fixing the reinforcements, for example in the form
de structure stratifiée ou feuilletée comme décriteci- stratified or laminated structure as described
dessus, s'effectue de préférence par collage sur les above, is preferably carried out by gluing on
supports correspondants tels que jante de roue et struc- corresponding supports such as wheel rim and struc-
ture de frein, ces armatures ne formant qu'une surépais- brake, these reinforcements only forming an over-
seur pratiquement négligeable sur les surfaces en regard almost negligible on the opposite surfaces
et ne modifiant pas leur apparence ou forme. and not altering their appearance or shape.
La liaison capacitive entre le ou les capteurs avec le circuit associé,et les moyens d'exploitation peut être mono-directionnelle, les signaux se trouvant alors The capacitive connection between the sensor or sensors with the associated circuit, and the operating means can be mono-directional, the signals being then
transmis uniquement depuis l'armature reliée audit cir- transmitted only from the armature connected to the cir-
cuit vers les secondes armatures reliées aux moyens d'ex- cooked to the second frames connected to the means of ex-
ploitation Cependant, de préférence, la liaison peut être bidirectionnelle, des signaux tels que des signaux However, preferably, the link can be bidirectional, signals such as signals
de commande pouvant alors être également adressés à par- order can then also be addressed to
tir des moyens d'exploitation depuis lesdites secondes firing means of operation since said seconds
armatures qui leurs sont reliées vers les premières arma- reinforcements connected to the first armaments
tures reliées au circuit et au capteur. connected to the circuit and the sensor.
Dans ce dernier cas, le codage des instructions ainsi adressées par les moyens d'exploitation vers le circuit de roue est de préférence du type en F S K et être les fréquences utilisées peuvent/voisines ou même identiques aux fréquences utilisées dans l'autre sens, pour la transmission des informations correspondant aux In the latter case, the coding of the instructions thus addressed by the operating means to the wheel circuit is preferably of the FSK type and may be the frequencies used which may be close to or even identical to the frequencies used in the other direction, for the transmission of information corresponding to
mesures effectuées par le ou les capteurs. measurements made by the sensor (s).
De façon particulièrement avantageuse, la plage de fréquence utilisée est comprise entre 50 et 1000 k Hz et de Particularly advantageously, the frequency range used is between 50 and 1000 kHz and
préférence entre 100 et 400 k Hz.preferably between 100 and 400 kHz.
Les moyens d'exploitation, qui peuvent avantageuseawnt The means of exploitation, which may advantageously
comporter un microprossesseur et différents moyens de visua- include a microprocessesseur and various means of visualization
lisation tels que des diodes électro-luminescentes pour afficher les résultats,sont de préférence prévus pour exploiter les paramètres provenant d'une pluralité de capteurs montés dans les différentes roues d'un véhicule. De préférence, les informations correspondant aux mesures, par exemple de température et pression,sont transmises Such electroluminescent diodes for displaying the results are preferably provided to exploit the parameters from a plurality of sensors mounted in the different wheels of a vehicle. Preferably, the information corresponding to the measurements, for example temperature and pressure, are transmitted
successivement depuis les différentes roues en multi- successively from the different wheels in multi-
plexage temporel, le pilotage s'effectuant à partir des moyens d'exploitation Ces moyens décodent les informations transmises et en effectuent le traitement tel que par exemple des calculs, des écarts et dépassements de seuil, des gradients de paramètres par rapport au temps, des corrélations entre paramètres de roues différentes, des signaux d'alarme etc. temporal plexing, the control being carried out from the operating means These means decode the transmitted information and carry out the processing such as, for example, calculations, threshold deviations and overshoots, parameter gradients with respect to time, correlations between different wheel parameters, alarm signals etc.
D'autres avantages et caractéristiques de l'in- Other advantages and characteristics of the
vention apparaîtront à la lecture de la description sui- will appear on reading the following description.
vante, faite à titre d'exemple non limitatif et se réfé- as a non-limitative example and refers to
rant au dessin annexé dans lequel: La figure 1 représente une vue schématique en in the accompanying drawings in which: FIG. 1 represents a diagrammatic view in
coupe à travers une roue avec un dispositif selon l'inven- cut through a wheel with a device according to the invention.
tion. La figure 2 représente une vue-en perspective tion. Figure 2 shows a perspective view
d'une partie de cette roue.part of this wheel.
La figure 3 représente une vueFigure 3 shows a view
partie de cette roue.part of this wheel.
La figure 4 représente une vue d'un ensemble de deux armatures dans un I La figure 5 représente une vue FIG. 4 represents a view of a set of two frames in a FIG.
l'élément de la figure 4.the element of Figure 4.
La figure 6 représente une vueFigure 6 shows a view
saie de l'élément de la figure 4.the element of Figure 4.
La figure 7 représente une vue en élévation d'une en perspective Figure 7 shows an elevational view of one in perspective
système feuilleté.laminated system.
en élévation dein elevation of
en coupe transver-in cross-section
schématique deschematic of
montage d'un dispositif pour une pluralité de roues. mounting a device for a plurality of wheels.
La figure 8 représente une vue schématique en FIG. 8 represents a schematic view in
perspective d'un ensemble capteurs-circuit. perspective of a sensor-circuit set.
La figure 9 représente une vue schématique d'un ensemble capteurs-circuit selon la figure 8 monté sur la FIG. 9 represents a schematic view of a sensor-circuit assembly according to FIG. 8 mounted on the
face centrifuge d'une jante de roue. centrifugal face of a wheel rim.
La figure 10 représente un schéma-bloc élec- FIG. 10 represents an electrical block diagram
trique de l'ensemble capteurs-circuit associé. La figure 11 représente un bloc schéma des of the associated sensor-circuit assembly. FIG. 11 represents a schematic block of
moyens d'exploitation.means of exploitation.
On se réfère tout d'abord aux figures 1 à 3. Reference is first made to FIGS. 1 to 3.
La roue sur laquelle le dispositif doit être monté est une roue de véhicule automobile Elle comprend un voile 1 en forme de disque portant une jante 2 de forme usuelle supportant un pneumatique 3 sans chambre à air Le voile de roue 1 est destiné à être fixé de façon facilement amovible, comme cela est bien The wheel on which the device is to be mounted is a wheel of a motor vehicle. It comprises a disk-shaped sail 1 carrying a rim 2 of usual shape supporting a tire 3 without an air chamber. The wheel arch 1 is intended to be fixed by easily removable way, as is well
connusur une partie de moyeu 4 portant le disque 5 co- on a hub part 4 carrying the disc 5 co-
opérant avec un dispositif de frein à mâchoires 6 d'un type tout à fait usuel Ce dispositif de frein à mâchoires operating with a jaw brake device 6 of a very usual type This jaw brake device
6 est monté sur une structure fixe du véhicule, c'est-à- 6 is mounted on a fixed structure of the vehicle, i.e.
dire une structure non rotative.say a non-rotating structure.
A l'intérieur du volume d'air sous pression délimité par le pneumatique 3 se trouve disposé, contre la face centrifuge de la jante 2,un ensemble 7 dont la structure sera détaillée par la suite et qui comporte un ou plusieurs capteurs tels qu'un capteur de pression et/ou Within the volume of pressurized air defined by the tire 3 is disposed, against the centrifugal face of the rim 2, an assembly 7 whose structure will be detailed later and which comprises one or more sensors such as a pressure sensor and / or
de température sensible à la pression et/ou à la tempé- of temperature sensitive to pressure and / or temperature
rature à l'intérieur du pneumatique Ce capteur est relié, par des conducteurs 8, 9 schématiquement représentés,à deux armatures de jante 10, 11 composées chacune d'un ruban métallique enrobé dans un matériau isolant comme cela sera vu en détail/l suite Chacun des rubans d'armature , 11 s'étend sur la face centripète de la jante 7 sur toute la circonférence ainsi offerte Lorsque la roue tourne, les deux armatures parallèles 10, 11 défilent ainsi devant deux armatures fixes 12, 13 isolées de la même façon et montées sur la face, en secteur de cylindre, du dispositif de freinage 6 qui regarde la partie centrale < de la jante 2 sur laquelle sont fixées les armatures de jante De cette façon, l'armature de jante 10 défile exactement au-dessus de l'armature fixe 12 et l'armature de jante 11 défile exactement au-dessus de l'armature fixe 13, les armatures de jante et les armatures fixes étant respectivement séparées par un intervalle libre 14 de l'ordre de 5 mm Des conducteurs 15, 16 respectivement reliés aux armatures 12 et 13 aboutissent à des moyens d'exploitation schématiquement représentés en 17, ces derniers étant supportés par la caisse du véhicule De This sensor is connected, by means of conductors 8, 9 diagrammatically represented, to two rim reinforcements 10, 11 each composed of a metal strip encapsulated in an insulating material as will be seen in detail. Each of the reinforcing ribbons 11 extends on the centripetal face of the rim 7 over the circumference thus afforded. When the wheel rotates, the two parallel armatures 10, 11 thus pass in front of two fixed armatures 12, 13 isolated from the same way and mounted on the face, in cylinder sector, of the braking device 6 which looks at the central part <of the rim 2 on which the rim reinforcements are fixed In this way, the rim reinforcement 10 scrolls exactly above of the fixed armature 12 and the rim armature 11 runs exactly above the fixed armature 13, the rim reinforcements and the fixed armatures being respectively separated by a free interval 14 of the order of 5 mm. conductors 15, 16 respectively connected to the frames 12 and 13 lead to operating means schematically shown at 17, the latter being supported by the vehicle body
préférence, la liaison ainsi constituée par les conduc- preferably the link thus formed by the conductors
teurs 15 et 16 comporte un connecteurnon représenté, afin de permettre facilement la dépose du dispositif 6 15 and 16 has a not shown connector, to allow easy removal of the device 6
qui porte les armatures 12 et 13.who wears the frames 12 and 13.
On comprend quede cette façon, les valeurs des paramètres physiques mesurés par le ou les capteurs de l'ensemble 7, convenablement misesen forme le cas échéant par le circuit associé, forment des signaux électriques transmis par les conducteurs 8 et 9 aux armatures 10 et 11 et par couplage capacitif, aux armatures 12 et 13 It is understood that in this way, the values of the physical parameters measured by the sensor or sensors of the assembly 7, suitably shaped if necessary by the associated circuit, form electrical signals transmitted by the conductors 8 and 9 to the frames 10 and 11 and by capacitive coupling, to the frames 12 and 13
puis, par les conducteurs 15 et 16, aux moyens d'ex- then, by the drivers 15 and 16, to the means of ex-
ploitation 17 Le couplage capacitif différentiel est prévu conformément à l'invention pour transmettre les The differential capacitive coupling is provided according to the invention for transmitting the
informations en F S K à une fréquence comprise de préfé- information in F S K at a frequency preferably comprised
rence entre 100 et 400 k Hz.between 100 and 400 kHz.
Il est ainsi possible, sans craindre des effets It is possible, without fear of effects
parasites provenant des capacités additionnelles obliga- parasites from the additional capabilities
toirement présentesen raison de l'existence des différentes parties métalliques avoisinantes, ni d'autres perturbations électriques toujours possibles, de transmettre aux moyens d'exploitation 17 les signaux souhaités correspondant à However, because of the existence of the different surrounding metal parts, or other electrical disturbances that are always possible, it is possible to transmit to the operating means 17 the desired signals corresponding to
des mesures de paramètre sur des plages de valeursimpor- parameter measurements on ranges of
tantes, continuesou discontinues.aunts, continuous or discontinuous.
Dans l'exemple représenté, les différentes arma- In the example shown, the different armaments
tures 10, 11, 12, 13 sont disposées sur des surfaces géométriquescylindriques On comprend cependant qu'il serait également possible, selon les géométries des parties de roue et des parties fixes 1 1 voisines, de disposer les ensembles d' armatures fixes et mobiles sur d'autres surfaces de révolution telles que par exemple des cônes ou des disques Par ailleurs, grâce However, it is understood that it would also be possible, depending on the geometries of the wheel parts and the adjacent fixed parts 1 1, to arrange the sets of fixed and movable armatures on the cylindrical geometric surfaces. other surfaces of revolution such as cones or disks By the way, thanks
à l'invention, on peut tolérer des variations assez impor- to the invention, fairly large variations can be tolerated.
tantesdans la valeur de l'intervalle 14 qui sépare les armatures fixe et tournante correspondantes On peut ainsi, in the value of the gap 14 which separates the corresponding fixed and rotating reinforcement.
non seulement absorber les tolérances propres auxdiamè- not only absorb the specific tolerances
tresou formesdes jantes,maiségalement monter par exemple l'une des armatures tellesque les armatures 12 et 13, sur un support fixe (non rotatif) qui, contrairement au' dispositif 6,serait écarté de la jante d'un intervalle It is also possible to mount one of the frames, such as the frames 12 and 13, on a fixed (non-rotating) support which, unlike the device 6, would be spaced from the rim of an interval.
non constant pourvu que cet intervalle demeure,pour l'es- non-constant provided that this interval remains, for the purpose
sentiel, confiné dans une plage de quelques millimètres lateraux felt, confined within a range of a few millimeters laterally
à une dizaine de millimètres De même, des déplacements /sont, tolérés. at about ten millimeters Similarly, displacements / are, tolerated.
On se réfère maintenant aux figures 4 à 6. Reference is now made to Figures 4 to 6.
Afin de réaliserles ensembles de deux armatures décritsci-dessus, telsque l'ensemble d'armatures 10, 11 et l'ensemble 12, 13, on peut avantageusement utiliser une feuille ou un ruban de matière synthétique isolante In order to achieve the sets of two reinforcements described above, such as the set of reinforcements 10, 11 and the assembly 12, 13, it is advantageous to use a sheet or a strip of insulating synthetic material.
telle que par exemple un verre époxy ou un polyimide. such as for example an epoxy glass or a polyimide.
Ce support 18 reçoit deux rubans métalliques parallèles par exemple 10 et 11 ayant une épaisseur de l'ordre de This support 18 receives two parallel metal strips for example 10 and 11 having a thickness of the order of
Nm, après quoi une nouvelle feuille de matière iso- Nm, after which a new sheet of iso-
lante 19, telle qu'un verre époxy ou un polyimide, est appliquée sur l'ensemble de façon que les parties métalliques 10, 11 scientcomplètement enveloppées En dehors des armatures 10, 11 mêmes, les feuilles isolantes lante 19, such as an epoxy glass or a polyimide, is applied on the assembly so that the metal parts 10, 11 scientcomplètement wrapped Outside the frames 10, 11 themselves, the insulating sheets
18 viennent en contact de façon à les entourer. 18 come in contact to surround them.
Au lieu d'utiliser des rubans métalliques pour constituer les armatures on peut également réaliser des métallisations sur la matière synthétique ou plastique Instead of using metal ribbons to form the reinforcements, it is also possible to metallize the plastic or plastics material.
formant 1 ' isolant.forming the insulator.
Les ensembles feuilletés ou stratifiés d'ar- Laminated or laminated arrays
matures ainsi obtenuspeuvent être fabriqués de façon conti- matures thus obtained can be manufactured continuously
nue en grande longueur pour être ensuite découpés à la longueur voulue, par exemple la longueur nécessaire pour faire un tour entier sur la face centripète de la jante naked in great length to be then cut to the desired length, for example the length necessary to make a whole turn on the centripetal face of the rim
2 et la longueur de l'arc de cercle défini par le dispo- 2 and the length of the arc defined by the
sitif de freinage 6.braking system 6.
Le même procédé de fabrication peut être utilisé dans ces conditions, pour des applications à des véhicules très différents. On comprend notamment que l'ensemble d'armatures 12, 13 pourrait également s'étendre sur un tour entier de The same manufacturing process can be used under these conditions, for applications to very different vehicles. It is understood that the set of frames 12, 13 could also extend over an entire turn of
circonférence au lieu d'être limité à un secteur, l'en- circumference rather than being limited to one sector, the
semble d'armatures 10, 11 pouvant le cas échéant lui- 10, 11 can possibly be used
même ne s'étendre que sur un secteur de circonférence. even extend only over a sector of circumference.
La liaison électrique entre les conducteurs tels The electrical connection between the conductors
que 8, 9 et 15, 16, et les armatures 10, 11, 12, 13 corres- 8, 9 and 15, 16, and the frames 10, 11, 12, 13 correspond to
pondantes peut s'effectuer de diverses manières, par exem- can be carried out in a variety of ways, for example
ple après un dénudage ou un perçage de l'un des éléments after stripping or piercing one of the elements
isolants de préférence le support 18. insulators preferably the support 18.
La fixation des ensembles ainsi constitués s'ef- The fixing of the assemblies thus constituted is
fectue de préférence par collage directement sur le support, en réalisant une mince couche de colle 20 réunissant le support 18 à la partie métallique de roue telle que le voale de roue La colle peut avantageusement être une preferably by bonding directly to the support, by producing a thin layer of adhesive 20 joining the support 18 to the metal part of the wheel such as the wheel channel. The adhesive may advantageously be a
colle époxy.epoxy glue.
De préférence, la largeur des armaturesest comprise entre 5 et 10 mm, la largeur totale d'un ensemble tel que celui représenté sur la figure 4 étant alors de Preferably, the width of the reinforcementsis between 5 and 10 mm, the total width of an assembly such as that represented in FIG.
l'ordre de 20 à 30 mm.the order of 20 to 30 mm.
En se référant à la figure 7, on voit un schéma de montage dans lequel les ensembles 7 de quatre roues sont électriquement reliés par multiplexage temporel à un seul dispositif d'exploitation 17 permettant de mettre en oeuvre des moyens d'affichage 21 tels que des diodes électroluminescentes. Referring to FIG. 7, there is shown a circuit diagram in which the sets of four wheels are electrically connected by time multiplexing to a single operating device 17 making it possible to implement display means 21 such as electroluminescent diodes.
On se réfère aux figures 8 à 10.Referring to Figures 8-10.
L'ensemble 7 comporte une pile au lithium 22, un circuit intégré CMOS 23 et un carteur de pression piézo-électrique 24 L'ensemble est moulé dans un bloc de résine 25 laissant un puits 26 permettant de mettre en communication avec l'extérieur le capteur de pression 24 Le bloc 25 est conformé de façon à pouvoir s'adapter dans la partie de jante 2 qui le reçoit,et y être fixé,par exemple par collage De préférence, The assembly 7 comprises a lithium battery 22, a CMOS integrated circuit 23 and a piezoelectric pressure cartridge 24. The assembly is molded in a resin block 25 leaving a well 26 making it possible to communicate with the outside. pressure sensor 24 The block 25 is shaped so as to be able to fit into the rim portion 2 which receives it and to be fixed therein, for example by gluing.
les conducteurs 8, 9 qui proviennent de la carte 23 abou- drivers 8, 9 coming from map 23
tissent à un connecteur 27 profilé de façon à traverser un perçage de la jante, les conducteurs se poursuivant alors par l'intermédiaire de la partie complémentaire weave a connector 27 profiled so as to pass through a hole in the rim, the conductors then continuing through the complementary part
de connecteur, vers les armatures 10, 11. connector, to the frames 10, 11.
Le dispositif peut encore comprendre une ther- The device may further comprise a heat
mistance 28 à moins quel'on n'utilise le circuit électro- 28 unless the electronic circuit is used
nique lui-même pour fournir l'information correspondant to provide the corresponding information
à la variation de température.to the temperature variation.
Comme on le voit plus précisément sur la As we see more precisely on the
figure 10, le circuit du dispositif 7 comporte un ré- FIG. 10, the circuit of the device 7 comprises a
cepteur de veille 29 relié auxconducteus 8 -et 9, qui, norma- monitor receiver 29 connected toconductors 8 and 9, which
lement, est seul alimenté à partir de la pile 22 Lors- is only fed from the battery 22
qu'il est commandé par un signal provenant des moyens that it is controlled by a signal from the means
d'exploitation 7, le récepteur deveille déclenche l'ali- 7, the alarm receiver triggers the alarm.
mentation commandée 30 qui à ce moment-là alimente le reste du circuit intégré Une logique de séquencement 31 déclenche successivement, et par l'intermédiaire de l'aiguilleur 32, une lecture du capteur de pression 24, par exemple du type jauge implanté sur silicium, le controlled distribution 30 which at this time feeds the rest of the integrated circuit A sequencing logic 31 triggers successively, and through the switchman 32, a reading of the pressure sensor 24, for example gauge type implanted on silicon , the
signal étant calibré par le calibreur 33, puis une lec- signal being calibrated by the calibrator 33, then a reading
ture du capteur de température 28 Ces lectures de valeur analogique sont converties an mots numériques par le -numérique convertisseur analogique/34 Les mots numériques codent un modulateur F S K 35 chargé en mode différentiel par les capacités composées par les armatures à savoir 10,12 et 11, 13 Ensuite le circuit intégré se met en repos par These analog value readings are converted to digital words by the digital analog converter. The digital words encode an FSK modulator loaded in differential mode by the capacitances composed by the armatures namely 10, 12 and 11. , 13 Then the integrated circuit is resting by
l'intermédiaire de l'alimentation commandée 30. via the controlled power supply 30.
On se réfère à la figure 11 Les moyens d'exploi- Referring to Figure 11, the means of exploitation are
tation 17,auxquelsaboutissent les différents conducteurs , 16 provenant des différents groupes de deux capacités tation 17, to which the different drivers, 16 from different groups of two
propres autquatre roues, comportent une alimentation conve- own wheels, have a suitable
nable 36 utilisant par exemple la batterie du véhicule et nable 36 using for example the vehicle battery and
qui, lorsqu'elle est mise sous tension, alimente un micro- which, when turned on, powers a micro-
processeur 37 qui entame le séquencement suivant processor 37 which starts the next sequencing
Un générateur de code 38 génère un code de dé- A code generator 38 generates a code of error
clenchement du circuit électronique de l'ensemble 7, qui est aiguillé successivement par des multiplexeurs 39, 40 vers les conducteurs 15, 16 et par les -liaisons capacitives, vers les moyens 7 propres aux différentes roues En retour, comme vu ci-dessus, l'ensemble des roues génère une réponse démultiplexée par 40 puis 39, calibrée par un organe de calibration 41 puis décodée the electronic circuit of the assembly 7, which is switched successively by multiplexers 39, 40 towards the conductors 15, 16 and by the capacitive links, to the means 7 specific to the different wheels In return, as seen above, the set of wheels generates a response demultiplexed by 40 and 39, calibrated by a calibration member 41 and decoded
par 42 afin d'être traitée par le microprocesseur 37. by 42 to be processed by the microprocessor 37.
Celui-ci, en fonction de son programme spécifique, élabore des informations qui sont présentées aux moyens This, according to its specific program, elaborates information that is presented to the means
de visualisation tels que des diodes électrolumines- such as light-emitting diodes-
centes 21.21.
Ces dernières sont de préférence agencées de façon à permettre à un conducteur de véhicule de lire séparément, pour chaque roue, les valeuis de température The latter are preferably arranged so as to allow a vehicle driver to read separately, for each wheel, the temperature values.
et de pression régnant à l'intérieur du pneumatique. and pressure prevailing inside the tire.
Une fois que l'alimentation 36 a cessé d'être miseen oeuvre, le dispositif ne consomme plus aucune énergie électrique, à l'exception de la très faible énergie nécessaire pour maintenir en -teille le récepteur Once the power supply 36 has ceased to be used, the device no longer consumes any electrical energy, with the exception of the very low energy required to keep the receiver
29, cette énergie étant obtenue à partir de la pile 22. 29, this energy being obtained from the stack 22.
Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y-est nullement limitée et qu'on peut Although the invention has been described with respect to a particular embodiment, it is understood that it is in no way limited and that
lui apporter diverses modifications de forme ou de maté- make various modifications of form or
riau sans pour cela s'éloigner ni de son cadre, ni de without departing from either its setting or
son esprit.his mind.
Claims (13)
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