FR2969534A1 - Roue d'un vehicule a adherence optimisee - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne une roue d'un véhicule à adhérence optimisée. Selon l'invention, l'enveloppe (3) du pneumatique (4) de la roue comprend intérieurement une chambre à air principale (7), une chambre à air centrale (12) et deux chambres à air latérales (17) disposées de part et d'autre de la chambre à air principale (7) de la chambre à air principale (10), les chambres latérales (17) et la chambre centrale (12) pouvant communiquer entre elles au travers de la chambre à air principale (7) par l'intermédiaire de trois valves commandées (15, 18), ces valves pouvant être sélectivement commandées pour varier et régler les pressions d'air dans les chambres latérales (17) et la chambre centrale (12) à des valeurs permettant de modifier le profil du pneumatique afin d'optimiser l'adhérence de celui-ci en fonction de paramètres, telles que les conditions de roulage et/ou de conduite du véhicule L'invention trouve application dans le domaine de l'automobile.

Description

"ROUE D'UN VEHICULE A ADHERENCE OPTIMISEE".

La présente invention concerne une roue d'un véhicule, tel qu'un véhicule automobile.

On connaît par le brevet US 5 479 976 une roue d'un véhicule, comprenant une jante et un pneumatique fixé à la jante et dont l'enveloppe est intérieurement compartimentée en chambres à air comprenant une chambre haute pression, une chambre basse pression et deux chambres de service pouvant communiquer les unes avec les autres par l'intermédiaire de valves commandées de façon que dans des conditions normales de roulage, la pression d'air dans la chambre haute pression soit plus élevée que la pression d'air dans la chambre basse pression.

En cas de crevaison du pneumatique de la roue, les valves sont commandées de façon que la pression d'air dans chaque chambre de service et dans la chambre haute pression soit minimale tandis que la pression d'air dans la chambre basse pression soit maximale, la chambre basse pression et la chambre haute pression empêchant une déformation du pneumatique et son arrachement de la jante par les forces latérales exercées sur la route, permettant ainsi au véhicule de rouler de manière stable. Un tel pneumatique de roue est non seulement d'une structure interne extrêmement complexe, mais n'est pas conçu pour optimiser l'adhérence sur route de la roue en fonction de paramètres, tels que les conditions de roulage et/ou de conduite du véhicule. L'invention a pour but de palier les inconvénients 30 ci-dessus en proposant une roue de véhicule à adhérence optimisée. A cet effet, selon l'invention, la roue pour un véhicule, tel qu'un véhicule automobile, comprenant une jante et un pneumatique fixé à la jante et dont 35 l'enveloppe est intérieurement compartimentée en plusieurs chambres à air pouvant communiquer les unes avec les autres par l'intermédiaire de valves commandées, est caractérisée en ce que les chambres à air de l'enveloppe comprennent une chambre à air principale montée circonférentiellement sur la partie centrale de la jante et servant de réservoir d'air sous pression, une chambre à air centrale montée circonférentiellement à la jante entre la chambre à air principale et la face interne de la bande de roulement du pneumatique et deux chambres à air latérales disposées de part et d'autre de la chambre à air principale et la chambre à air centrale en s'étendant sur toute la hauteur du pneumatique, en ce que les chambres latérales et la chambre centrale peuvent communiquer entre elles au travers de la chambre à air principale par l'intermédiaire de trois valves commandées, la chambre à air principale peut être alimentée en air sous pression par l'intermédiaire d'une valve commandée raccordée à une source d'alimentation en air sous pression et peut être mise en communication à l'extérieur de la jante par une valve commandée d'évacuation d'air et en ce que les valves peuvent être sélectivement commandées pour varier et régler les pressions d'air dans les chambres latérales et la chambre centrale à des valeurs permettant de modifier le profil du pneumatique afin d'optimiser l'adhérence du pneumatique en fonction de paramètres, tels que les conditions de roulage et/ou de conduite du véhicule. De préférence, les valves sont commandées par un ordinateur embarqué au véhicule auquel sont fournis les paramètres relatifs aux conditions de conduite et/ou de roulage du véhicule.

Avantageusement, au moins deux capteurs de pression sont logés respectivement dans l'une des chambres latérales et la chambre centrale et fournissent à l'ordinateur embarqué des valeurs de pression d'air dans chacune de ces chambres.

La chambre à air principale est définie par une enveloppe annulaire rigide et la chambre à air centrale est définie par une enveloppe annulaire à parois latérales élastiquement déformables. L'enveloppe annulaire de la chambre centrale est fixée d'une part à une paroi plane rigide radialement externe à la jante de l'enveloppe rigide de la chambre principale et d'autre part à la face interne de la bande de roulement du pneumatique par l'intermédiaire d'une membrane semi-rigide. Chaque chambre latérale est définie latéralement à 10 l'opposé des chambres principale et centrale par le flanc correspondant du pneumatique. Avantageusement, les valves sont chacune du type à solénoïde à deux voies de passage d'air et peuvent être commandées à distance par l'ordinateur embarqué pour 15 mettre sous pression la chambre correspondante ou évacuer l'air sous pression de cette chambre. Selon une première configuration, les valves peuvent être commandées pour gonfler les chambres latérales et la chambre centrale à une même valeur de 20 pression d'air de façon que la bande de roulement du pneumatique soit en contact maximum avec la route sur laquelle doit se déplacer le véhicule. Selon une autre configuration, les valves peuvent être commandées pour gonfler les chambres latérales à une 25 valeur de pression d'air supérieure à la valeur de pression d'air dans la chambre centrale de façon que la bande de roulement du pneumatique soit radialement bombée extérieurement de chaque côté et soit en retrait à sa partie centrale sensiblement parallèlement à la route sur 30 laquelle doit se déplacer le véhicule. Selon encore une autre configuration, les valves peuvent être commandées pour gonfler la chambre centrale à une valeur de pression d'air supérieure à la valeur de pression d'air dans les chambres latérales de façon que 35 seule une partie centrale de la bande de roulement du pneumatique soit en contact avec la route sur laquelle doit se déplacer le véhicule.

L'invention vise également un véhicule automobile qui est caractérisé en ce qu'au moins deux de ses roues avant ou arrière sont chacune conforme à la roue telle que définie précédemment.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : la figure 1 est une vue partielle en perspective et en avec section d'une roue pour un véhicule à jante et pneumatique selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en demi-coupe de la roue 15 de la figure 1 ; et - les figures 3 à 5 sont des vue en coupe de la roue de l'invention dont le pneumatique présente des profils différents suivant les conditions de roulage et/ou de conduite du véhicule comportant une telle roue. 20 La roue va être décrite en référence à un véhicule automobile, mais il est bien entendu qu'elle peut être utilisée pour tout autre type de véhicule, tel que par exemple une motocyclette. En se reportant aux figures, la référence 1 désigne 25 une roue pour un véhicule automobile comprenant une jante 2 et un pneumatique 3 se composant d'une enveloppe externe 4 comportant notamment une bande de roulement 5 et une paire de bourrelets de talons 6 par lesquels l'enveloppe 4 est montée sur et dans la jante de roue 2. 30 L'enveloppe 4 est ainsi montée sur la jante 2 en étant imperméable à l'air. L'enveloppe 4 est intérieurement compartimentée en plusieurs chambres à air pouvant communiquer les unes avec les autres par l'intermédiaire de valves commandées. 35 Selon l'invention, les chambres à air internes de l'enveloppe 4 comprennent une chambre à air principale 7 montée circonférentiellement sur la partie centrale sensiblement cylindrique 2a de la jante 2 et qui sert de réservoir d'air sous pression. La chambre d'air principale 7 est définie par une enveloppe annulaire rigide 8 présentant en section transversale une forme approximativement rectangulaire ayant deux parois latérales 8a sensiblement parallèles au plan médian vertical P1-P2 de la roue 1 et deux parois 8b radialement interne et externe s'étendant sensiblement transversalement à ce plan vertical P1-P2 avec la paroi radialement interne 8b solidaire, par exemple par soudage, de la partie centrale 2a de la jante 2 en épousant son profil. Une valve 9 d'évacuation à l'extérieur de la jante 2 de l'air présent dans la chambre principale 7 traverse deux orifices coaxiaux de la paroi radialement interne 8b de l'enveloppe 8 et de la partie centrale 2a de la jante 2. Une valve 10 d'alimentation en air sous pression de la chambre 7 est solidaire de la partie centrale 2a de la jante 2 et de la paroi radialement interne 8b de l'enveloppe 8 en traversant deux orifices respectifs de celles-ci. La valve 10 est reliée, par l'intermédiaire d'une conduite 11, à une source d'alimentation d'air sous pression constituée par un compresseur, non représenté, présent dans le véhicule, la source d'alimentation d'air sous pression pouvant être présente dans la roue elle-même. L'enveloppe 4 comprend en outre une chambre à air interne centrale 12 montée circonférentiellement à la jante 2 entre la chambre à air principale 7 et la face interne 5a de la bande de roulement 5 du pneumatique 3. La chambre à air centrale 12 est définie par une enveloppe annulaire 13 à section transversale rectangulaire ou carrée et ayant ses deux parois latérales 13a sensiblement parallèles, à l'état normalement gonflé, au plan P1-P2 et qui sont élastiquement déformables. Ainsi, l'enveloppe annulaire 13 peut être constituée par une matière à base de caoutchouc. La paroi radialement interne 13b de l'enveloppe 13 est fixée, par exemple par collage, à la paroi radialement externe 8b de l'enveloppe 8 de la chambre principale 7 et a sa paroi opposée radialement externe 13b qui est fixée à la face interne 5a de la bande de roulement 5 par l'intermédiaire d'une membrane ou plaque annulaire semi-rigide 14. La membrane annulaire 14 peut être fixée à la paroi radialement externe 13b et à la bande de roulement 5 par collage. Une valve 15 permettant de mettre en communication l'une à l'autre la chambre principale 7 et la chambre centrale 12 est fixée à la paroi radialement externe 8b de l'enveloppe 8 de la chambre principale 7 en traversant des orifices respectivement de cette paroi 8b et de la paroi radialement interne 13b de l'enveloppe 13. Un capteur de pression 16 est logé dans la chambre centrale 12 en étant fixée à la paroi radialement interne 20 13b de l'enveloppe 13. L'enveloppe 4 du pneumatique 3 comprend également deux chambres à air latérales 17 disposées de part et d'autre de la chambre à air principale 7 et la chambre à air centrale 12 en s'étendant sur toute la hauteur du 25 pneumatique. Chaque chambre latérale 17 est délimitée de son côté opposé aux chambres 7, 12 par le flanc correspondant 4a de l'enveloppe 4. Les parois latérales 13a de l'enveloppe 13 de la 30 chambre centrale 12 lorsque normalement gonflée et les parois latérales 8a de la chambre principale 7 sont situées sensiblement en prolongement les unes des autres. Chacune des parois latérales 8a de l'enveloppe 8 de la chambre principale 7 comporte une valve 18 solidaire 35 de cette paroi en traversant un orifice de celle-ci et qui permet de mettre en communication l'une avec l'autre la chambre principale 7 et la chambre latérale correspondante 17. Un autre capteur de pression 16 est présent dans l'une des deux chambres latérales 17 en étant fixé à la partie centrale 2a de la jante 2, mais l'autre chambre latérale 17 peut également être pourvue d'un capteur de pression. Les deux capteurs de pression 16 peuvent communiquer avec un ordinateur embarqué au véhicule afin de lui fournir des valeurs de pression d'air dans la chambre centrale 12 et la chambre latérale correspondante 17. Les différentes valves 9, 10, 15, 18 peuvent être sélectivement commandées par l'ordinateur embarqué pour varier et régler les pressions d'air dans la chambre centrale 12 et les chambres latérales 17 à des valeurs permettant de modifier le profil du pneumatique afin d'optimiser l'adhérence de ce pneumatique en fonction de paramètres, tels que les conditions de roulage et/ou de conduite du véhicule comme on le verra dans les différentes configurations de profils qui seront décrites en référence aux figures 3 à 5. Avantageusement, chaque valve 9, 10, 15, 18 peut être du type à solénoïde à deux voies pour permettre à l'air sous pression de passer dans un sens ou dans l'autre de la valve. Les valves à solénoïde 9, 10, 15, 18 peuvent être commandées à distance par l'ordinateur embarqué qui fournira à la valve à commander un signal électrique de commande plaçant la valve à sa position correspondant à une voie déterminant le sens de passage de l'air sous pression. L'ordinateur embarqué peut commander à distance ces différentes valves à solénoïde par une liaison sans fil ou avec fils. Les figures 3 à 5 représentent respectivement trois 35 exemples de profils externes du pneumatique qui peuvent être obtenus par l'invention.

Selon la figure 3, la chambre principale 7 est mise sous pression d'air à une valeur de pression dite standard et les valves 15, 18 ont été commandées par l'ordinateur embarqué de manière à introduire de l'air sous pression dans la chambre centrale 7 et les chambres latérales 17 jusqu'à ce que la pression dans celles-ci déterminée par les capteurs 16, atteignent une valeur de pression correspondant à la pression d'air dans la chambre principale 7, auquel cas l'ordinateur embarqué commande la fermeture des valves 15, 18, la valve d'évacuation 9 étant bien entendu constamment fermée dans cette situation. La pression d'air dans les chambres centrale 12 et latérales 17 étant la même dans celles-ci, le profil de l'enveloppe 4 est tel que la bande roulement 5 est en contact sur pratiquement toute sa largeur sur la route sur laquelle doit se déplacer le véhicule ou se déplace le véhicule. Un tel profil, dans le cas d'une roue motrice, produit un effort de traction maximum et est idéal pour une conduite dans des endroits à route sinueuse et à vitesse élevée. Lorsque le véhicule est amené à se déplacer par temps extrêmement pluvieux, le conducteur du véhicule commande, à partir de l'ordinateur embarqué, les valves de façon que la pression d'air dans les deux chambres latérales 17 soit plus élevée que la pression d'air dans la chambre centrale 12. A cet effet, l'ordinateur embarqué commande les deux valves 18 de manière que l'air sous pression dans la chambre principale 7 soit introduit dans les deux chambres latérales 17 jusqu'à ce que la valeur de pression élevée d'air souhaitée dans les chambres latérales 17 soit atteinte, pression d'air déterminée par le capteur 16, les valves 9 et 15 étant fermées et, au besoin, la valve 10 pouvant être commandée pour assurer l'alimentation en air sous pression à partir du compresseur de la chambre 7 formant réservoir d'air. Ensuite, les deux valves 18 sont commandées en position de fermeture par l'ordinateur embarqué et les deux valves 9, 15 sont commandées par cet ordinateur à une position permettant d'évacuer à l'extérieur de la jante 2 l'air présent notamment dans la chambre centrale 12 pour la dégonfler jusqu'à une valeur de pression, déterminée par les capteurs 16, inférieure à celle dans les chambres latérales 17, voire même négative. Les deux valves 9 et 15 sont ensuite commandées à leur position de fermeture et la valve 10 peut être commandée pour remplir la chambre principale 7 d'air sous pression. L'enveloppe 4 du pneumatique 3 présente alors le profil représenté en figure 4 selon lequel la bande de roulement 5 est radialement bombée extérieurement de chaque côté comme indiqué en 5a et est en retrait à sa partie centrale 5c située entre les deux parties latérales radialement bombées 5a en étant sensiblement parallèle à la route à une distance de celle-ci. Ce profil de pneumatique empêche le phénomène d'aquaplaning. La figure 4 montre que la pression d'air dans les deux chambres latérales 17, supérieure à la pression d'air dans la chambre centrale 12, provoque élastiquement les déformations l'une vers l'autre des deux parois latérales 13a de l'enveloppe 13 de la chambre centrale 12. La partie centrale 5c de la bande de roulement 5 reste sensiblement plane du fait de la présence de la membrane semi-rigide 14. Selon le profil de l'enveloppe 4 du pneumatique 3 représenté en figure 5, seule la partie centrale de la bande de roulement 5 est en contact avec la route suivant une largeur plus faible que celle du profil de la figure 3 et ce profil est idéal pour une conduite urbaine à faible vitesse ou une conduite sur autoroute en ligne droite. Pour obtenir le profil de la figure 5, la valve 15 est commandée par l'ordinateur embarqué pour introduire l'air sous pression présent dans la chambre principale 7 jusqu'à atteindre une valeur de pression élevée déterminée par le capteur 16, auquel cas l'ordinateur embarqué commande la fermeture de la valve 15 et commande ensuite les valves 9, 18 de façon à évacuer à l'extérieur de la jante 2 l'air emprisonné dans les chambres latérales 17 jusqu'à ce que la pression dans celle-ci chute à une valeur déterminée inférieure à la pression d'air présent dans la chambre centrale 12. L'ordinateur embarqué commande ensuite les valves 9, 18 à leur position de fermeture et commande la valve 10 pour remplir la chambre principale 7 d'air sous pression.

Ainsi, comme le montre la figure 5, la pression d'air plus élevée dans la chambre centrale 12 par rapport à celle des chambres latérales 17 provoque une déformation de l'enveloppe 4 du pneumatique 3 de manière à réduire la largeur de contact de la partie centrale de bande de roulement 5 sur la route, la membrane semi-rigide 14 empêchant à cette partie centrale de bande de roulement de se bomber extérieurement sous la pression élevée d'air dans la chambre centrale 12. Le profil de la figure 5 assure en outre une faible résistance de roulage de la roue sur la route, ce qui diminue la consommation en carburant du véhicule et réduit les bruits de roulement du pneumatique. En cas d'un arrêt d'urgence ou d'un changement de direction du véhicule à partir du profil de la figure 5, les valves 15 et 18 peuvent être commandées par l'ordinateur embarqué pour égaliser la pression d'air dans la chambre centrale 12, les chambres latérales 17 et la chambre principale 7 pour modifier le profil du pneumatique comme représenté en figure 3 afin que la bande de roulement 5 de ce pneumatique soit en contact maximum avec la route. La commande des valves de la roue peut être effectuée automatiquement par l'ordinateur embarqué pendant la conduite du véhicule pour adapter le profil du pneumatique de chaque roue d'une paire avant et/ou arrière en fonction des conditions de roulage et/ou de conduite du véhicule.

La commande des valves de la roue peut également être effectuée automatiquement par l'ordinateur embarqué au véhicule à partir de données fournies par un GPS et permettant de fournir les informations relatives aux conditions climatiques, à la température, à la vitesse du véhicule, et/ou au trafic routier. En outre, l'ordinateur embarqué peut être programme pour connaître les préférences de conduite du conducteur d'un véhicule et son style de conduite afin d'optimiser l'adhérence des roues du véhicule en modifiant le profil de pneumatique de chacune de ces roues en tentant compte de ces paramètres de conduite.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1. Roue d'un véhicule, tel qu'un véhicule automobile, comprenant une jante (2) et un pneumatique (3) fixé à la jante (2) et dont l'enveloppe (4) est intérieurement compartimentée en plusieurs chambres à air (7, 12, 17) pouvant communiquer les unes avec les autres par l'intermédiaire de valves commandées (9, 10, 15, 18), caractérisée en ce que les chambres à air de l'enveloppe (4) comprennent une chambre à air principale (7) montée circonférentiellement sur la partie centrale (2a) de la jante (2) et servant de réservoir d'air sous pression, une chambre à air centrale (12) montée circonférentiellement à la jante (2) entre la chambre à air principale (7) et la face interne de la bande de roulement (5) du pneumatique (3) et deux chambres à air latérales (17) disposées de part et d'autre de la chambre à air principale (7) et la chambre à air centrale (12) en s'étendant sur toute la hauteur du pneumatique (3), en ce que les chambres latérales (17) et la chambre centrale (12) peuvent communiquer entre elles au travers de la chambre à air principale (7) par l'intermédiaire de trois valves commandées (15,18), la chambre à air principale (7) peut être alimentée en air sous pression par l'intermédiaire d'une valve commandée (10) raccordée à une source d'alimentation en air sous pression et peut être mise en communication à l'extérieur de la jante (2) par une valve commandée (9) d'évacuation d'air et en ce que les valves (9,10,15,18) peuvent être sélectivement commandées pour varier et régler les pressions d'air dans les chambres latérales (17) et la chambre centrale (12) à des valeurs permettant de modifier le profil du pneumatique (3) afin d'optimiser l'adhérence du pneumatique en fonction de paramètres, tels que les conditions de conduite et/ou de roulage du véhicule.
2. 2. Roue d'un véhicule selon la revendication 1, caractérisée en ce que les valves (9, 10, 15, 18) sontcommandées par un ordinateur embarqué au véhicule auquel sont fournis les paramètres relatifs aux conditions de conduite et/ou de roulage du véhicule.
3. 3. Roue d'un véhicule selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux capteurs de pression (16) logés respectivement dans l'une des chambres latérales (17) et la chambre centrale (12) et fournissant à l'ordinateur embarqué des valeurs de pression d'air dans chacune de ces chambres.
4. 4. Roue d'un véhicule selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la chambre à air principale (7) est définie par une enveloppe annulaire rigide (8) et la chambre à air centrale (12) est définie par une enveloppe annulaire (13) à parois latérales (13a) élastiquement déformables.
5. 5. Roue d'un véhicule selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'enveloppe annulaire (13) de la chambre centrale (12) est fixée d'une part à une paroi plane rigide (8b) radialement externe à la jante (2) de l'enveloppe rigide (8) de la chambre principale (7) et d'autre part à la face interne de la bande de roulement (5) du pneumatique par l'intermédiaire d'une membrane semi-rigide (14).
6. 6. Roue d'un véhicule selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque chambre latérale (17) est définie latéralement à l'opposé des chambres principale (7) et centrale (12) par le flanc correspondant (4a) du pneumatique (4).
7. 7. Roue d'un véhicule selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que les valves (9, 10, 15, 18) sont chacune du type à solénoïde à deux voies de passage d'air et peuvent être commandées à distance par l'ordinateur embarqué pour mettre sous pression la chambre correspondante ou évacuer l'air sous pression de cette chambre.
8. 8. Roue d'un véhicule selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesvalves (9, 10, 15, 18) peuvent être commandées pour gonfler les chambres latérales (17) et la chambre centrale (12) à une même valeur de pression d'air de façon que la bande de roulement (5) du pneumatique soit en contact maximum avec la route sur laquelle doit se déplacer le véhicule.
9. 9. Roue d'un véhicule selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les valves (9, 10, 15, 18) peuvent être commandées pour gonfler les chambres latérales (17) à une valeur de pression d'air supérieure à la valeur de pression d'air dans la chambre centrale (12) de façon que la bande de roulement (5) du pneumatique soit radialement bombée extérieurement de chaque côté et soit en retrait à sa partie centrale sensiblement parallèlement à la route sur laquelle doit se déplacer le véhicule.
10. 10. Roue d'un véhicule selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les valves (9, 10, 15, 18) peuvent être commandées pour gonfler la chambre centrale (12) à une valeur de pression d'air supérieure à la valeur de pression d'air dans les chambres latérales (17) de façon que seule une partie centrale de la bande de roulement (5) du pneumatique soit en contact avec la route sur laquelle doit se déplacer le véhicule.
11. 11. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'au moins deux de ses roues avant ou arrière sont chacune conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.30