WO2002034551A1 - Detecteur d'eclatement de pneumatique - Google Patents

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WO2002034551A1
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pressure
tire
detecting
significant loss
detector
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PCT/EP2001/012164
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Jean-Francis Boulot
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Societe De Technologie Michelin
Michelin Recherche Et Technique S.A.
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0408—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver

Definitions

  • the present invention relates to a tire burst detector, making it possible to very quickly identify a potentially dangerous situation linked to a substantially sudden and significant loss of pressure such as in the case of a puncture or a tire burst.
  • Certain types of pressure sensors are known, for example, making it possible to measure the pressure of a tire at a given time.
  • such sensors require a power supply to perform the measurements and transmit the information collected.
  • the wheel is fitted with a stack. If you want to make frequent pressure measurements, even in continuous time, which is essential if you want to detect a tire puncture, the battery must then be easily replaceable, since the sensor stresses the battery considerably, which discharges quickly. Replacement must be able to be carried out in a simple, rapid and inexpensive manner.
  • non-replaceable batteries are used, which can be definitively integrated into the electrical circuit, for example by welding. This gives greater reliability in terms of energy supply.
  • we want to avoid that the lifespan of the battery is too short we must limit the energy consumption. This is equivalent to powering the sensors on a non-permanent basis. It is for example possible to carry out the pressure measurements by samples, at given time intervals. These intervals are as widely spaced as possible if it is desired that the life of the battery correspond as closely as possible to the life of a tire for example, or even to the life of the vehicle.
  • Such a context is not suitable if it is desired to use the pressure sensor to detect a puncture or any other type of similar situation of rapid and significant loss of pressure in a tire.
  • a possible puncture will be detected only during the next iteration or measurement, therefore a certain time after the puncture.
  • a burst detection to be useful, must be carried out in a very short instant, almost instantaneous. Otherwise the driver suffers the consequences of the puncture before being informed. These consequences then serve as a warning, and it is often too late to react, especially if the vehicle is traveling at high speed.
  • the present invention aims to propose a device for detecting a substantially sudden and significant loss of pressure in a tire enabling these difficulties to be remedied.
  • the invention proposes a device for detecting a substantially sudden and significant loss of pressure in a tire comprising: a pressure variation detector capable on the one hand of reacting within a safety time interval to a substantially large and rapid variation of the pressure inside the tire cavity, and on the other hand of interacting on another element cooperating (electrically or mechanically) with said detector;
  • a management module cooperating with said detector and capable, on the basis of the information provided by this detector, of sending an electrical signal following the reaching of a given pressure variation threshold.
  • Such a device allows a substantially immediate or substantially instantaneous detection of any significant and substantially sudden pressure loss of the tire, as for example in the case of a burst of the tire.
  • the predetermined minimum threshold corresponds substantially to a deformation caused by a large and rapid loss of pressure such as during a burst of the tire for which monitoring is carried out.
  • the minimum thresholds to be considered as being substantially sudden and sudden large pressure variations can be of the order of 0.1 bar / s, and preferably of approximately 1 or 2 bars / s.
  • the reaction time is preferably less than 100 ms.
  • the pressure variation detector is advantageously capable of interacting on another element cooperating either electrically or mechanically with said detector.
  • the safety time interval within which it is desirable for the device to react advantageously corresponds to a very short time, such as for example an interval in which time tends towards 0 seconds.
  • a very short time such as for example an interval in which time tends towards 0 seconds.
  • the shorter the time the more the device can help improve safety.
  • the signal transmitted by the management module is advantageously of the electrical or radio type.
  • the management module emits a signal (for example electric or radio or other) capable of activating a warning means for the driver of the vehicle.
  • a signal for example electric or radio or other
  • the latter can then better react and / or anticipate the corrections to be made in order to keep the vehicle in the safest possible trajectory, or at least, to increase its chances of preventing the vehicle from leaving the roadway.
  • the management module emits a signal capable of serving as a parameter for a device for assisting in driving a vehicle. It can then be an assistance device such as an ESP type device, an anti-lock braking (ABS) device, an anti-skid device, etc. These bodies can then better contribute to ensuring and maintaining driving safety.
  • an assistance device such as an ESP type device, an anti-lock braking (ABS) device, an anti-skid device, etc.
  • the pressure variation detector is of the piezoelectric type. It is a proven technology, reliable, precise, allowing very short reaction times, such as less than 100 ms. Furthermore, one of the main characteristics of piezoelectric type sensors consists in being able to operate without power. More specifically, a deformation of the membrane made of a piezoelectric type material makes it possible to generate a micro-current. This current is then used by a circuit for reading and processing or analyzing the signal. Only the electronic module requires a power supply, but of very low power. A long-life battery can therefore be provided.
  • the pressure variation detector comprises a housing provided with two chambers which are substantially isolated from each other and separated by a piezoelectric type membrane, a first chamber being subjected to a reference pressure, the second being likely to be in fluid communication with the environment of the environment in which one wishes to carry out monitoring, said membrane being deformable under the action of a variation of the pressure of said environment, the deformations thus produced making it possible to generate an electrical signal whose intensity is in relation to the importance of the deformation.
  • the reference pressure of the reference chamber is substantially constant and does not vary during a variation in the pressure of the atmosphere under surveillance, which allows the pressure differential between the chambers to vary, this latter variation giving rise to generation of a piezoelectric type signal.
  • the membrane is adapted to react with an amplitude and / or a rate of deformation as a function of the level and / or the rate of the pressure variation.
  • the reference pressure corresponds to the vacuum
  • the sensor is advantageously arranged so that the atmosphere of the environment in which the monitoring is carried out corresponds to the pressure inside the cavity of a tire.
  • the sensor can be placed directly in said cavity; otherwise, a pipe can allow the atmosphere to be conveyed to the sensor placed, for example, in the wheel.
  • the piezoelectric type membrane has two metallized faces.
  • the pressure variation detector is of the aneroid type.
  • the aneroid capsule does not require feeding; only the electronic module requires such a power supply, but of very low power. A long-life battery can therefore be provided.
  • an aneroid capsule provided with a calibrated orifice in fluid communication with the environment of the medium in which it is desired to detect, said capsule being deformable under the action of a variation in the pressure of said atmosphere.
  • an electronic measurement or detection member cooperating with said capsule so that the deformations thus produced allow activation of said electronic member.
  • It may for example be a threshold detector, calibrated so as to transmit an electrical signal when a predetermined minimum threshold for deformation of the membrane is reached.
  • said electronic member is a transducer making it possible to generate an electrical signal the intensity of which is in relation to the extent of the deformation.
  • a mechanical measurement or detection member cooperating with said capsule so that the deformations thus produced allow activation of said mechanical member. It may for example be a threshold detector, calibrated so as to actuate a member capable of transmitting an electrical signal when a pre-established minimum threshold for deformation of the membrane is reached. According to an exemplary embodiment, said mechanical member cooperates with a rheostat capable of generate an electrical signal whose intensity is related to the magnitude of the deformation.
  • the calibrated orifice is a capillary tube. This allows, during a variation of the monitored pressure, that the pressure inside the aneroid capsule changes significantly more slowly than that around the capsule, thereby creating a pressure differential capable of causing a deformation of the capsule.
  • the device according to the invention is advantageously provided for mounting on a wheel; it is then advantageous to provide at least one means of transmitting data to a non-rotating part of the vehicle, in order to ensure that the signals can pass from the wheel to the vehicle.
  • the vehicle may have at least one means of receiving data.
  • the invention also provides a tire comprising a burst detection device as described above.
  • the invention also provides a rim comprising a burst detection device as described above.
  • the invention also provides a method for detecting a substantially sudden and significant loss of pressure in a tire, comprising:
  • - provide an element (for example a pressure variation detector) which, during a substantially large and rapid variation of the pressure inside the tire cavity, reacts within a safety time interval in order to generate a pressure loss signal.
  • an element for example a pressure variation detector
  • Figure 1 shows a schematic sectional view of a pressure variation sensor according to the invention
  • FIG. 2 presents a diagram illustrating examples of signals associated with certain types of pressure variations liable to appear in the tires of a vehicle.
  • FIG. 3 presents a comparative flow chart of the monitoring of a tire with on the one hand a conventional pressure sensor, and on the other hand a pressure variation detector according to the invention
  • Figures 4a and 4b illustrate a block diagram of a burst detection device according to the invention
  • FIG. 5 illustrates a functional diagram of a pressure measurement and / or monitoring device comprising a burst detector according to the invention.
  • FIG. 6 illustrates a functional diagram of a system for measuring and / or monitoring the pressure of the tires of a vehicle, comprising a pressure sensor and a pressure variation detector.
  • FIG. 4b illustrates a functional diagram of a burst detection device 1 according to the invention. It includes a pressure variation sensor 2, which can be of several types, as described below.
  • a management module 3, cooperating electrically or mechanically with the sensor 2 is provided.
  • a battery 4 allows the supply of the module 3, and possibly of the sensor 2, but several advantageous types of sensors according to the invention do not require power, which saves the battery 4.
  • a transmission module 5 is advantageously provided in order to allow the transmission of data from the wheel 10 of the vehicle to the vehicle. It may for example be a transmitter (preferably HF), a transponder, etc.
  • a possible antenna 6 completes the device of FIG. 4b. This device is intended for mounting on a wheel, either on the rim or on the tire.
  • a pressure variation detector 2 preferably requiring no power is used, in order to allow a lifetime of the battery 4 which can as far as possible correspond to that of the tire, wheel or of the vehicle.
  • the battery 4 is then integrated into the device 1; it can for example be welded. In this way, the frequent contact problems inherent in replaceable batteries are avoided.
  • FIG. 1 illustrates a first type of pressure variation detector 2, of the piezoelectric type. It comprises a housing 25, provided with two chambers 21 and 22, separated and substantially isolated from each other by a membrane 23 of the piezoelectric type. An opening 24 makes it possible to establish a fluid communication between a first chamber 21 of the detector, and the medium or atmosphere that one wishes to monitor. Chamber 22 is subjected to a reference pressure, or even without pressure or under vacuum. An electrical output 28 makes it possible to transmit the low current signal generated during any deformation of the membrane 23.
  • the membrane 23 In the case where the chamber 22 is under vacuum, the membrane 23 generally has a concave deformation; it is pushed towards the chamber 23 under vacuum. Any additional pressure coming from the orifice 24 contributes to deforming the membrane 23 which will occupy a stabilized position such as for example 26. A possible pressure drop in the control chamber 21 causes a new deformation of the membrane 23 which then tends to regain its shape or original profile 27 (substantially flat).
  • a small current is emitted, depending on the amplitude of the deformation and / or the speed of deformation.
  • a burst of the tire connected to the chamber 21 by the orifice 24 causes a sudden and significant drop in the pressure in the chamber 21.
  • FIG. 2 illustrates examples of signals capable of being generated by a pressure variation detector 2 according to the invention.
  • the figure relates the physical phenomenon present and the corresponding signal of the detector. For example, in inflation mode A, the pressure increases, therefore varies. This results in the generation of a positive and constant signal, for example, associated with a small, continuous and regular pressure variation.
  • a negative and constant signal for example, can be associated with a small pressure reduction, constant and regular.
  • the tire bursts, or undergoes a very significant and rapid loss of pressure, allowing the generation of a signal in the form of a “spike”, of short duration, since the membrane of the sensor is strongly deformed for a very short time, the time to move from a first substantially stabilized profile to another substantially stabilized profile.
  • the pressure is stable and the vehicle is moving. Rolling noise can be perceived by the detector, depending on its sensitivity. It then works like a microphone.
  • the dual function of pressure variation detector / rolling noise detector is particularly advantageous. For example, this dual function makes it possible to associate a rolling or stopping mode with a warning signal. The signal can then be treated differently, the first of these two cases being more critical.
  • FIGS. 5a and 5b illustrate another type of pressure variation detector 2, comprising an aneroid capsule 30.
  • Said capsule may consist of two shell-shaped faces 33, joined on their respective edges in order to form a closed and substantially housing hermetic.
  • a calibrated opening 31, such as for example a capillary tube, is provided, either at the junction of the faces or else elsewhere on the capsule.
  • the shape of the capsule can vary, without departing from the scope of the present invention.
  • the capsule 30 is arranged so as to actuate a member making it possible to transform the information linked to the deformation of the capsule, into information corresponding for example to information on pressure loss at a dangerous level, or bursting, etc.
  • the capsule can actuate either a mechanical member 34, such as a lever, an arm or the like, an electrical or electronic member 35, such as a variable resistance, or an electromechanical member, such as a switch.
  • a mechanical member 34 such as a lever, an arm or the like
  • an electrical or electronic member 35 such as a variable resistance
  • an electromechanical member such as a switch.
  • the organ in question is advantageously connected to a management module 3, which receives and processes the signal appropriately.
  • FIG. 3 is an operating diagram for comparing two tire monitoring modes, the first using a pressure sensor of known type, the other using a pressure variation detector according to the invention.
  • the measurements are carried out by iterations, at given time intervals. This type of operation notably saves the battery.
  • the iteration process continues. The lower pressure will only be measured several seconds or minutes later, depending on the interval between iterations. In reality, the driver will have perceived the consequences of the problem in general even before the low pressure information is communicated to him.
  • the detector continuously monitors any changes in tire pressure.
  • an almost instantaneous detection is carried out and transmitted.
  • the alarm can be transmitted in less than 0.1 seconds. In this case, the driver can still react and avoid being in a dangerous situation.

Abstract

Dispositif de détection de perte de pression sensiblement subite et importante d'un pneumatique comprenant: un détecteur de variation de pression (2) susceptible d'une part de réagir dans un intervalle de temps de sécurité à une variation sensiblement importante et rapide de la pression à l'intérieur de la cavité du pneumatique, et d'autre part d'interagir sur un autre élément coopérant avec ledit détecteur; un module de gestion (3), coopérant avec ledit détecteur et susceptible sur la base de l'information fournie par ce détecteur, d'envoyer un signal suite à l'atteinte d'un seuil donné de variation de pression.

Description

DETECTEUR D'ECLATEMENT DE PNEUMATIQUE
La présente invention concerne un détecteur d'éclatement de pneumatique, permettant d'identifier très rapidement une situation potentiellement dangereuse liée à une perte de pression sensiblement subite et importante telle que dans le cas d'une crevaison ou d'un éclatement de pneumatique .
De plus en plus, les constructeurs automobiles et les fabricants de pneumatiques tentent de prendre en compte les exigences de sécurité, de confort et de commodité sans cesse grandissante des usagers modernes de la route. Ce phénomène se manifeste par exemple par la banalisation de nombreux types de dispositifs pratiquement inexistants il y a à peine quelques années, comme par exemple les coussins de sécurité, les freins de type ABS, les dispositifs ESP, etc.
De tels dispositifs demeurent cependant insuffisants en cas de situation véritablement délicate telle que lors d'une perte de pression sensiblement subite et importante d'un ou plusieurs pneumatiques équipant un véhicule en déplacement. Ce genre de situation peut conduire à une perte de contrôle totale ou partielle du véhicule, pouvant provoquer un accident. Si le véhicule roule alors à haute vitesse, cette situation peut devenir périlleuse et même mettre en danger un ou plusieurs véhicules ainsi que les personnes à leur bord. Il est bien évidemment souhaitable de pouvoir éviter de telles situations ou tout au moins de tenter de minimiser les risques leur sont inhérents.
On connaît par exemple certains types de capteurs de pression, permettant de mesurer la pression d'un pneumatique à un temps donné. En général, de tels capteurs nécessitent une alimentation électrique pour effectuer les mesures et transmettre les informations recueillies. De manière connue, on équipe la roue d'une pile. Si on souhaite effectuer des mesures de pression fréquentes, voire en temps continu, ce qui est indispensable si on souhaite détecter une crevaison de pneumatique, la pile doit alors être facilement remplaçable, puisque le capteur sollicite considérablement la pile, qui se décharge rapidement. Le remplacement doit pouvoir être effectué de façon simple, rapide et peu coûteuse.
Dans un tel contexte, on rencontre régulièrement des problèmes de fiabilité dus aux contacts de la pile qui doivent supporter un environnement des plus sévères. Les contacts se dégradent et l'alimentation en énergie électrique risque de devenir aléatoire ou instable, voire complètement interrompue.
Pour pallier ce type de situation, on utilise des piles non remplaçâmes, qui peuvent être intégrées de façon définitives au circuit électrique, par exemple par soudage. On obtient alors une plus grande fiabilité au niveau de l'alimentation en énergie. Par contre, si on veut éviter que la durée de vie de la pile soit trop courte, on doit limiter la consommation d'énergie. Cela revient à alimenter les capteurs sur une base non permanente. On peut par exemple effectuer les mesures de pression par échantillons, à des intervalles de temps donnés. Ces intervalles sont le plus espacés possible si on souhaite que la durée de vie de la pile corresponde le plus possible à la durée de vie d'un pneumatique par exemple, voire à la durée de vie du véhicule. Un tel contexte est non convenable si on souhaite utiliser le capteur de pression pour détecter une crevaison ou tout autre type de situation similaire de perte de pression rapide et importante d'un pneumatique. Par échantillonnage, par exemple à toutes les 30 ou 60 secondes, on détectera une éventuelle crevaison uniquement lors de la prochaine itération ou mesure, donc un certain temps après la crevaison. Or, une détection d'éclatement, pour être utile, doit être réalisée dans un très court instant, quasi-instantané. Sinon le conducteur subit les conséquences de la crevaison avant d'en être informé. Ces conséquences servent alors d'avertissement, et il est souvent trop tard pour réagir, en particulier si le véhicule circule à vitesse élevée.
La présente invention vise à proposer un dispositif de détection de perte de pression sensiblement subite et importante d'un pneumatique permettant de remédier à ces difficultés.
Pour ce faire, l'invention propose un dispositif de détection de perte de pression sensiblement subite et importante d'un pneumatique comprenant : - un détecteur de variation de pression susceptible d'une part de réagir dans un intervalle de temps de sécurité à une variation sensiblement importante et rapide de la pression à l'intérieur de la cavité du pneumatique, et d'autre part d'interagir sur un autre élément coopérant (électriquement ou mécaniquement) avec ledit détecteur ;
- un module de gestion, coopérant avec ledit détecteur et susceptible sur la base de l'information fournie par ce détecteur, d'envoyer un signal électrique suite à l'atteinte d'un seuil donné de variation de pression.
Un tel dispositif permet une détection sensiblement immédiate ou sensiblement instantanée de toute perte de pression importante et sensiblement subite du pneumatique, comme par exemple dans le cas d'un éclatement du pneumatique.
Pour pallier au risque inhérent à ce type de situation, il est impératif d'obtenir l'information dans un délai très court, si possible dans lequel t tends vers 0 s. C'est la seule façon véritablement efficace de permettre une réaction en temps opportun, soit de la part du conducteur, soit d'un dispositif d'assistance à la conduite, ou encore des deux à la fois. Il est ainsi possible de réagir par exemple avant que la perte de pression n'entraîne une perte de contrôle du véhicule. La sécurité des passagers du véhicule en question ainsi que des autres véhicules environnant est donc améliorée, que se soit en cas d'éclatement, ou de tout autre type de perte de pression importante et sensiblement subite d'un ou plusieurs pneumatique d'un véhicule.
De manière avantageuse, le seuil minimum prédéterminé correspond sensiblement à une déformation provoquée par une perte de pression importante et rapide tel que lors d'un éclatement du pneumatique dont on effectue la surveillance. A titre d'exemple non limitatif, les seuils minimum à considérer comme étant des variations de pression importantes sensiblement brutales et subites peuvent être de l'ordre de 0.1 bar/s, et de préférence d'environ 1 ou 2 bars/s. Le temps de réaction est de préférence inférieur à 100 ms. Le détecteur de variation de pression est avantageusement susceptible d'interagir sur un autre élément coopérant soit électriquement ou mécaniquement avec ledit détecteur.
L'intervalle de temps de sécurité à l'intérieur duquel il est souhaitable que le dispositif réagisse correspond avantageusement à un temps très court, comme par exemple un intervalle dans lequel le temps t tends vers 0 seconde. Plus le temps est court, plus le dispositif peut contribuer à améliorer la sécurité. Lorsque l'intervalle devient trop long pour permettre une réaction susceptible de contribuer à améliorer la sécurité du véhicule et des passagers, alors il ne s'agit plus d'un intervalle de sécurité tel qu'entendu dans la présente invention.
Le signal transmis par le module de gestion est avantageusement de type électrique ou radio.
Selon un exemple de réalisation avantageux, le module de gestion émet un signal (par exemple électrique ou radio ou autre) susceptible d'activer un moyen d'avertissement pour le conducteur du véhicule. Celui-ci peut alors mieux réagir et/ ou anticiper les corrections à apporter afin de maintenir le véhicule dans une trajectoire la plus sûre possible, ou tout au moins, pour augmenter ses chances d'éviter que le véhicule ne quitte la chaussée.
Selon un autre exemple de réalisation avantageux, le module de gestion émet un signal susceptible de servir de paramètre pour un organe d'assistance à la conduite d'un véhicule. Il peut alors s'agir d'un organe d'assistance tel un dispositif de type ESP, un dispositif de type anti-blocage des freins (ABS), un dispositif de type anti-patinage, etc. Ces organes peuvent alors mieux contribuer à assurer et maintenir la sécurité de conduite.
De manière avantageuse, le détecteur de variation de pression est de type piézoélectrique. Il s'agit d'une technologie éprouvée en soit, fiable, précise, permettant des temps de réaction très courts, comme par exemple inférieur à 100 ms. Par ailleurs, une des principales caractéristiques des capteurs de type piézo-électrique consiste à pouvoir fonctionner sans alimentation. Plus particulièrement, une déformation de la membrane constituée d'un matériau de type piézo-électrique permet de générer un micro-courant. Ce courant est ensuite utilisé par un circuit de lecture et de traitement ou d'analyse du signal. Seul le module électronique nécessite une alimentation, mais de très faible puissance. Une pile longue durée peut donc être prévue.
Par exemple, le détecteur de variation de pression comprend un boîtier muni de deux chambres sensiblement isolées l'une de l'autre et séparées par une membrane de type piézo-électrique, une première chambre étant soumise à une pression de référence, la seconde étant susceptible d'être en communication fluidique avec l'ambiance du milieu dans lequel on souhaite effectuer la surveillance, ladite membrane étant déformable sous l'action d'une variation de la pression de ladite ambiance, les déformations ainsi produites permettant de générer un signal électrique dont l'intensité est en relation avec l'importance de la déformation.
La pression de référence de la chambre de référence est sensiblement constante et ne varie pas lors d'une variation de la pression de l'ambiance sous surveillance, ce qui permet au différentiel de pression entre les chambres de varier, cette dernière variation donnant lieu à génération d'un signal de type piézo-électrique.
De manière avantageuse, la membrane est adaptée pour réagir avec une amplitude et/ou une vitesse de déformation en fonction du niveau et/ou du taux de la variation de la pression.
De manière avantageuse, la pression de référence correspond au vide.
Le capteur est avantageusement disposé de façon à ce que l'ambiance du milieu dans lequel on effectue la surveillance corresponde à la pression à l'intérieur de la cavité d'un pneumatique. Par exemple, le capteur peut être disposé directement dans ladite cavité ; autrement, une canalisation peut permettre l'acheminement de l'ambiance jusqu'au capteur disposé par exemple dans la roue. Selon un exemple de réalisation, la membrane de type piézo-électrique comporte deux faces métallisées.
Selon un autre exemple de réalisation avantageux, le détecteur de variation de pression est de type anéroïde.
II s'agit d'une technologie simple, fiable, peu coûteuse et ne nécessitant pas d'alimentation électrique importante pour fonctionner. Notamment, la capsule anéroïde ne nécessite pas d'alimentation ; seul le module électronique nécessite une telle alimentation, mais de très faible puissance. Une pile longue durée peut donc être prévue.
Ainsi, par exemple, il comporte une capsule anéroïde pourvue d'un orifice calibré en communication fluidique avec l'ambiance du milieu dans lequel on souhaite effectuer la détection, ladite capsule étant déformable sous l'action d'une variation de la pression de ladite ambiance.
De manière avantageuse, il est prévu un organe électronique de mesure ou de détection coopérant avec ladite capsule de façon à ce que les déformations ainsi produites permettent l'activation dudit organe électronique. Il peut s'agir par exemple d'un détecteur de seuil, calibré de façon à transmettre un signal électrique lorsqu'un seuil minimum pré-établi de déformation de la membrane est atteint. Selon un exemple de réalisation, ledit organe électronique est un transducteur permettant de générer un signal électrique dont l'intensité est en relation avec l'importance de la déformation.
Selon un autre exemple de réalisation avantageux, il est prévu un organe mécanique de mesure ou de détection coopérant avec ladite capsule de façon à ce que les déformations ainsi produites permettent l'activation dudit organe mécanique. Il peut s'agir par exemple d'un détecteur de seuil, calibré de façon à actionner un organe susceptible de transmettre un signal électrique lorsqu'un seuil minimum pré-établi de déformation de la membrane est atteint. Selon un exemple de réalisation, ledit organe mécanique coopère avec un rhéostat susceptible de générer un signal électrique dont l'intensité est en relation avec l'importance de la déformation.
De manière avantageuse l'orifice calibré est un tube capillaire. Cela permet, lors d'une variation de la pression surveillée, que la pression à l'intérieur de la capsule anéroïde change sensiblement plus lentement que celle autour de la capsule, créant de ce fait un différentiel de pression susceptible d'entraîner une déformation de la capsule.
Le dispositif selon l'invention est avantageusement prévu pour montage sur une roue ; il est alors avantageux de prévoir au moins un moyen de transmission des données vers une partie non rotative du véhicule, afin d'assurer que les signaux puissent transiter de la roue vers le véhicule. Le véhicule peut disposer d'au moins un moyen de réception des données.
L'invention prévoit également un pneumatique comportant un dispositif de détection d'éclatement tel que décrit ci-dessus.
L'invention prévoit également une jante comportant un dispositif de détection d'éclatement tel que décrit ci-dessus.
L'invention prévoit également une méthode de détection de perte de pression sensiblement subite et importante d'un pneumatique consistant à :
- prévoir un élément (par exemple un détecteur de variation de pression) qui, lors d'une variation sensiblement importante et rapide de la pression à l'intérieur de la cavité du pneumatique, réagit dans un intervalle de temps de sécurité afin de générer un signal de perte de pression.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description du dispositif de détection d'éclatement conforme à l'invention, donnée à titre non limitatif, en se référant aux figures en annexe, dans lesquelles: la figure 1 présente une vue en coupe schématique d'un capteur de variation de pression selon l'invention ;
la figure 2 présente un diagramme illustrant des exemples de signaux associés à certains types de variations de pression susceptibles de se présenter au niveau des pneumatiques d'un véhicule.
la figure 3 présente un organigramme comparatif de la surveillance d'un pneumatique avec d'une part un capteur de pression conventionnel, et d'autre part un détecteur de variation de pression selon l'invention ;
les figures 4a et 4b illustrent un schéma fonctionnel d'un dispositif de détection d'éclatement selon l'invention ;
la figure 5 illustre un schéma fonctionnel d'un dispositif de mesure et ou surveillance de la pression comportant un détecteur d'éclatement selon l'invention.
la figure 6 illustre un schéma fonctionnel d'un système de mesure et /ou de surveillance de la pression des pneus d'un véhicule, comportant un capteur de pression et un détecteur de variation de pression.
La figure 4b illustre un schéma fonctionnel d'un dispositif de détection 1 d'éclatement selon l'invention. Il comporte un capteur de variation de pression 2, pouvant être de plusieurs types, tel que décrits ci-après. Un module de gestion 3, coopérant électriquement ou mécaniquement avec le capteur 2 est prévu. Une pile 4 permet l'alimentation du module 3, et éventuellement du capteur 2, mais plusieurs types avantageux de capteurs selon l'invention ne nécessitent pas d'alimentation, ce qui permet d'économiser la pile 4. De préférence, afin de permettre la transmission des données depuis la roue 10 du véhicule vers le véhicule, on prévoit avantageusement un module de transmission 5. Il peut s'agir par exemple d'un émetteur (de préférence HF), d'un transpondeur, etc. Une éventuelle antenne 6 complète le dispositif de la figure 4b. Ce dispositif est prévu pour montage sur une roue, soit sur la jante ou sur le pneumatique. Il peut également être intégré à l'un ou l'autre de ces éléments, comme par exemple moulé dans une parois du pneumatique. Pour cette raison, on utilise de préférence un détecteur de variation de pression 2 ne nécessitant pas d'alimentation, afin de permettre une durée de vie de la pile 4 qui puisse dans la mesure de possible correspondre à celle du pneumatique, de la roue ou du véhicule. La pile 4 est alors intégrée au dispositif 1 ; elle peut par exemple être soudée. De cette façon, on évite les problèmes fréquents de contacts inhérents aux piles remplaçables.
La figure 1 illustre un premier type de détecteur de variation de pression 2, de type piézo-électrique. Il comprend un boîtier 25, pourvu de deux chambres 21 et 22, séparées et sensiblement isolées l'une de l'autre par une membrane 23 de type piézo-électrique. Une ouverture 24 permet d'établir une communication fluidique entre une première chambre 21 du détecteur, et le milieu ou ambiance que l'on souhaite surveiller. La chambre 22 est soumise à une pression de référence, voire sans pression ou sous vide. Une sortie 28 électrique permet de transmettre le signal de faible courant généré pendant toute déformation de la membrane 23.
Dans le cas où la chambre 22 est sous vide, la membrane 23 présente en général une déformation concave ; elle est poussée vers la chambre 23 sous vide. Toute pression additionnelle provenant de l'orifice 24 contribue à déformer la membrane 23 qui occupera une position stabilisée comme par exemple 26. Une éventuelle chute de pression dans la chambre témoin 21 entraîne une nouvelle déformation de la membrane 23 qui tend alors à reprendre sa forme ou profil d'origine 27 (sensiblement plat). Lors du changement de courbure de la membrane 23, un faible courant est émis, en fonction de l'amplitude de la déformation et/ ou de la vitesse de déformation. Ainsi, un éclatement du pneumatique relié à la chambre 21 par l'orifice 24 entraîne une chute brutale et importante de la pression dans la chambre 21. La déformation de la membrane 23 d'un premier profil stabilisé vers un second profil stabilisé permet la génération d'un courant par la sortie électrique 28. Ce courant peut par la suite être reçu par un module de gestion 3 et traité de façon appropriée. La figure 2 illustre des exemples de signaux susceptibles d'être générés par un détecteur de variation de pression 2 selon l'invention. La figure met en relation la phénomène physique présent et le signal correspondant du détecteur. Par exemple, en mode gonflage A, la pression augmente, donc varie. Cela occasionne la génération d'un signal par exemple positif et constant associé à une variation de pression faible, continue et régulière.
A pression constante, en B et D, aucun signal n'est généré puisque la membrane demeure fixe et ne change pas de profil.
Lors d'une diminution de pression, en C, un signal par exemple négatif et constant peut être associé à une faible diminution de pression, constante et régulière.
En F, le pneumatique éclate, ou subit une perte de pression très importante et rapide, permettant la génération d'un signal sous forme de « pointe », de faible durée, puisque la membrane du capteur est fortement déformée pendant un temps très court, le temps de passer d'un premier profil sensiblement stabilisé vers un autre profil sensiblement stabilisé.
En E, la pression est stable et le véhicule se déplace. Le bruit de roulement peut être perçu par le détecteur, selon sa sensibilité. Il fonctionne alors comme un microphone. La double fonction détecteur de variation de pression / détecteur de bruit de roulement est particulièrement avantageuse. Par exemple, cette double fonction permet d'associer à un signal d'avertissement un mode roulement ou arrêt. Le signal peut alors être traité différemment, le premier de ces deux cas étant plus critique.
Les figures 5a et 5b illustrent un autre type de détecteur de variation de pression 2, comportant une capsule anéroïde 30. Ladite capsule peut être constituée de deux faces 33 en forme de coquille, jointes sur leurs bords respectifs afin de former un boîtier fermé et sensiblement hermétique. Une ouverture calibrée 31, comme par exemple un tube capillaire, est prévue, soit à la jonction des faces ou encore ailleurs sur la capsule. La forme de la capsule peut varier, sans sortir du cadre de la présente invention. La capsule 30 est agencée de façon à actionner un organe permettant de transformer l'information liée à la déformation de la capsule, en information correspondant par exemple à une information de perte de pression à un niveau dangereux, ou d'éclatement, etc. A cette fin, la capsule peut actionner soit un organe mécanique 34, tel un levier, un bras ou autre, un organe électrique ou électronique 35, tel une résistance variable, ou un organe électromécanique, tel un interrupteur. L'organe en question est avantageusement relié à un module de gestion 3, qui reçoit et traite le signal de façon appropriée.
La figure 3 un schéma opératoire de comparaison de deux modes de surveillance de pneumatiques, un premier à l'aide d'un capteur de pression de type connu, l'autre à l'aide d'un détecteur de variation de pression selon l'invention. Dans la premier cas, les mesure sont effectuées par itérations, à des intervalles de temps donnés. Ce type de fonctionnement permet notamment d'économiser la pile. En cas d'éclatement ou de tout autre type de perte de pression subite et rapide du pneumatique, le processus d'itérations se poursuit. La mesure d'une pression plus faible ne se fera que plusieurs secondes ou minutes plus tard, selon l'intervalle prévu entre les itérations. En réalité, le conducteur aura perçu les conséquences du problème en général avant même que l'information de pression faible ne lui soit communiquée.
Dans l'autre cas, le détecteur surveille de façon continue les évolutions éventuelles de pression du pneumatique. Ainsi, en cas de chute subite de pression, une détection quasi-instantanée est effectuée et transmise. Par exemple, la transmission de l'alarme peut se faire en moins de 0.1 seconde. Dans ce cas, le conducteur peut encore réagir et éviter de se retrouver dans une situation périlleuse.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de détection de perte de pression sensiblement subite et importante d'un pneumatique comprenant :
• un détecteur de variation de pression de type piézo-électrique, susceptible d'une part de réagir dans un intervalle de temps de sécurité à une variation sensiblement importante et rapide de la pression à l'intérieur de la cavité du pneumatique, et d'autre part d'interagir sur un autre élément coopérant avec ledit détecteur, ledit détecteur de variation de pression comprenant un boîtier muni de deux chambres sensiblement isolées l'une de l'autre et séparées par une membrane déformable de type piézo-électrique, une première chambre étant soumise à une pression de référence, la seconde étant susceptible d'être en communication fluidique avec l'ambiance du milieu dans lequel on souhaite effectuer la surveillance, ladite membrane déformable adoptant un profil donné sensiblement stable en l'absence de variation de différentiel de pression entre les deux chambres, ladite membrane étant adaptée pour se déformer pour passer d'un premier profil à un second profil sous l'action d'une variation de la pression de ladite ambiance, les déformations ainsi produites permettant de générer un signal électrique dont l'intensité est en relation avec l'importance de la déformation ;
• un module de gestion, coopérant avec ledit détecteur et susceptible sur la base de l'information fournie par ce détecteur, d'envoyer un signal suite à l'atteinte d'un seuil donné de variation de pression.
2. Dispositif de détection de perte de pression sensiblement subite et importante d'un pneumatique selon la revendication 1 , dans lequel la pression de référence correspond au vide.
3. Dispositif de détection d'éclatement selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel l'ambiance du milieu dans lequel on souhaite effectuer la surveillance correspond à la pression à l'intérieur de la cavité d'un pneumatique.
4. Dispositif de détection de perte de pression sensiblement subite et importante d'un pneumatique selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la membrane de type piézo-électrique comporte deux faces métallisées.
5. Dispositif de détection de perte de pression sensiblement subite et importante d'un pneumatique selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le module de gestion émet un signal susceptible d'activer un moyen d'avertissement pour le conducteur du véhicule.
6. Dispositif de détection de perte de pression sensiblement subite et importante d'un pneumatique selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le module de gestion émet un signal susceptible de servir de paramètre pour un organe d'assistance à la conduite d'un véhicule.
7. Dispositif de détection de perte de pression sensiblement subite et importante d'un pneumatique selon la revendication 6, dans lequel ledit organe d'assistance est un dispositif de type ESP.
8. Dispositif de détection de perte de pression sensiblement subite et importante d'un pneumatique, selon la revendication 6, dans lequel ledit organe d'assistance est un dispositif de type anti-blocage des freins (ABS).
9. Dispositif de détection de perte de pression sensiblement subite et importante d'un pneumatique selon la revendication 6, dans lequel ledit organe d'assistance est un dispositif de type anti-patinage.
10. Pneumatique comportant un dispositif de détection d'éclatement selon l'une des revendications 1 à 9.
11.Pneumatique selon la revendication 10, dans lequel le dispositif de détection d'éclatement est moulé dans une paroi.
12. Jante comportant un dispositif de détection d'éclatement selon l'une des revendications 1 à 9.
13. Dispositif de surveillance de la pression d'au moins un pneumatique, comprenant un capteur de pression, et un dispositif de détection de perte de pression sensiblement subite et importante d'un pneumatique selon l'une des revendications 1 à 9.
14.Dispositif de détection de perte de pression sensiblement subite et importante d'un pneumatique comprenant :
• un détecteur de variation de pression de type anéroïde, susceptible d'une part de réagir dans un intervalle de temps de sécurité à une variation sensiblement importante et rapide de la pression à l'intérieur de la cavité du pneumatique, et d'autre part d'interagir sur un autre élément coopérant avec ledit détecteur, ledit détecteur de variation de pression comprenant une capsule anéroïde pourvue d'un orifice calibré en communication fluidique avec l'ambiance du milieu dans lequel on souhaite effectuer la détection, ladite capsule étant déformable sous l'action d'une variation de la pression de ladite ambiance.
• un module de gestion, coopérant avec ledit détecteur et susceptible sur la base de l'information fournie par ce détecteur, d'envoyer un signal suite à l'atteinte d'un seuil donné de variation de pression.
15. Dispositif de détection de perte de pression sensiblement subite et importante d'un pneumatique selon la revendication 14, dans lequel un organe électronique de mesure ou de détection coopère avec ladite capsule de façon à ce que les déformations ainsi produites permettent l'activation dudit organe électronique.
16. Dispositif de détection de perte de pression sensiblement subite et importante d'un pneumatique selon la revendication 15, dans lequel ledit organe électronique est un détecteur de seuil, calibré de façon à transmettre un signal électrique lorsqu'un seuil minimum pré-établi de déformation de la membrane est atteint.
17. Dispositif de détection de perte de pression sensiblement subite et importante d'un pneumatique selon la revendication 15, dans lequel ledit organe électronique est un transducteur permettant de générer un signal électrique dont l'intensité est en relation avec l'importance de la déformation.
18. Dispositif de détection de perte de pression sensiblement subite et importante d'un pneumatique selon la revendication 14, dans lequel un organe mécanique de mesure ou de détection coopère avec ladite capsule de façon à ce que les déformations ainsi produites permettent l'activation dudit organe mécanique.
19. Dispositif de détection de perte de pression sensiblement subite et importante d'un pneumatique selon la revendication 18, dans lequel ledit organe mécanique est un détecteur de seuil, calibré de façon à actionner un organe susceptible de transmettre un signal électrique lorsqu'un seuil minimum préétabli de déformation de la membrane est atteint.
20. Dispositif de détection de perte de pression sensiblement subite et importante d'un pneumatique selon la revendication 18, dans lequel ledit organe mécanique coopère avec un rhéostat susceptible de générer un signal électrique dont l'intensité est en relation avec l'importance de la déformation.
21. Dispositif de détection de perte de pression sensiblement subite et importante d'un pneumatique selon la revendication 14, dans lequel dans lequel l'orifice calibré est un tube capillaire.
22. Dispositif de détection de perte de pression sensiblement subite et importante d'un pneumatique selon l'une des revendications 14 à 21, comprenant également un module de transmission de l'information susceptible de transmettre l'information d'une partie rotative vers une partie fixe du véhicule.
23. Pneumatique comportant un dispositif de détection d'éclatement selon l'une des revendications 14 à 22.
24. Pneumatique selon la revendication 23, dans lequel le dispositif de détection d'éclatement est moulé dans une paroi.
25. Jante comportant un dispositif de détection d'éclatement selon l'une des revendications 14 à 22.
26. Dispositif de surveillance de la pression d'au moins un pneumatique, comprenant un capteur de pression, et un dispositif de détection de perte de pression sensiblement subite et importante d'un pneumatique selon l'une des revendications 14 à 22.
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