WO1998056606A1 - Surveillance d'un pneumatique par mesure d'acceleration - Google Patents

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WO1998056606A1
WO1998056606A1 PCT/FR1998/001014 FR9801014W WO9856606A1 WO 1998056606 A1 WO1998056606 A1 WO 1998056606A1 FR 9801014 W FR9801014 W FR 9801014W WO 9856606 A1 WO9856606 A1 WO 9856606A1
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wheel
acceleration
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Jean-François MORAND
Jacques Sirven
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Thomson Csf Detexis
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    • B60C23/0488—Movement sensor, e.g. for sensing angular speed, acceleration or centripetal force

Definitions

  • the invention relates to in-service monitoring of the condition of a tire on a vehicle wheel.
  • the present invention improves the situation.
  • the invention also relates to a device for monitoring in service the state of a tire of a wheel of a vehicle, of the type comprising a sensor mounted on the wheel, coupling means for transmitting to the vehicle indications drawn from this sensor, and power supply means.
  • the sensor is a miniature sensor sensitive to acceleration, located in the tread of the tire or in the vicinity thereof; and the coupling means, mounted on the wheel, transmit indications relating to the measurements made when the tread is in contact with the ground.
  • the invention also covers the tire equipped accordingly.
  • FIG. 1 schematically illustrates a tire, mounted on a wheel, and loaded
  • FIG. 1 illustrates the installation of an accelerometer in the tire of Figure 1;
  • FIG. 3 illustrates electronic circuits relating to an embodiment of the invention
  • FIG. 4 illustrates the mode of information exchange between the wheel and the vehicle, as well as the passage of the power supply
  • FIG. 6 schematically illustrates the general shape of the acceleration
  • FIG. 7 (a and b) schematically illustrate a first form of accelerometer applicable to the invention
  • - Figure 8 illustrates the voltage across the piezoelectric sensor of Figures 7 for different rotational speeds depending on the wheel angle;
  • - Figure 9 illustrates the relationship between true acceleration and the peak voltage measured due to the acceleration limiter of Figures 7;
  • FIG. 10 schematically illustrates a second form of accelerometer applicable to the invention
  • a rim 2 provided with fixing points 31 on the hub, supports a tire 1 (assumed here without an inner tube), and the inflation valve (21) thereof.
  • FIG. 2 shows the tire, with one of the sidewalls 11, and its tread 10 seen in section.
  • the accelerometer 4 is associated with an electronic microcircuit 5.
  • the latter can be supplied in various ways: battery, recovery of mechanical energy, in particular.
  • a BRFl (open) loop is provided in the tire.
  • the ECR assembly circuit includes a capacitor 61 for tuning this loop to the frequency F1, and a diode rectifier 65 and capacitor 66 for storing energy and filtering the voltage. The voltage obtained supplies the circuit 5 for processing the measurements of the sensor 4.
  • a source SI of alternating voltage at frequency Fl, of internal resistance 101 feeds a capacitive divider of tuning 102-103, then a BVF1 loop, mounted (FIG. 4) to be coupled with the BRF1 loop on a part from the periphery of the tire.
  • the size of the BVF1 loop can correspond to approximately 1/10 of the tire development.
  • the illustration of the BRF1 loop is here separated from the part of the periphery of the tire, so that it can be distinguished from the BRF2 loop, which will be discussed below.
  • FIG. 12 provides a better understanding of the relative position in the tire of the loops BFR1 and BRF2 associated with the ECR circuit, in one embodiment.
  • the BRFl loop thus made allows permanent coupling of the power supplied by the BVF1 loop.
  • Such an emission of the order of one Watt makes it possible to obtain at least a few milliwatts of continuous supply for the ECR circuit, whatever the relative positions of the wheel and of the vehicle (suspension and steering, in particular).
  • the output of the processing circuit 5 is a voltage of frequency F2 modulated, and applied through a capacitive tuning divider 91-92 to a loop BRF2 of the tire.
  • a BVF2 loop is provided with two 111-112 tuning capacitors. These provide an asymmetrical output, applied to a reception and processing circuit 120.
  • this circuit 120 can receive three other channels V2, V3 and V4 coming from the other tires.
  • the transmission from channels VI, V2, V3 and V4 to the reception circuit 120 can be done separately or in parallel.
  • a display member 130 is associated with it, or better the transfer of information is done by means of the on-board computer connected to an integrated display.
  • An emission by the BRF2 loop of the order of one milliWatt makes it possible to obtain a few microwatts at the output of the BVF2 loop associated with the vehicle. This level is largely sufficient to process the information, while remaining low enough not to disturb the electromagnetic environment.
  • the frequency F1 is for example between 10 and 200 kHz, preferably around 50 kHz.
  • the frequency F2 is chosen to be clearly different in order to avoid coupling between them of the loops BRF1 with BRF2, and BVF1 with BVF2; F2 is preferably higher, around 80 kHz for example.
  • the BRFl or BRF2 loops included in the tire are wound so as to allow longitudinal elasticity for easy fitting. Rather than a conventional winding process ( Figure 11a), an undulation is created, as shown in Figure 11b for example.
  • Figure 11a a conventional winding process
  • Figure 11b an undulation is created, as shown in Figure 11b for example.
  • the coils can be incorporated into the tire in its tread, above its frame (radially outwards), the frame being metallic or not. However, this makes it necessary to provide the connections to these coils during the manufacture of the tire.
  • An interesting variant (FIG. 12) consists in placing the coils on the mold used for manufacturing the tire, which is then implanted around the coils; it is then possible to obtain better mechanical strength (elastic behavior under stresses) of the coils, and their connections can be welded beforehand, the coil and ECR circuit assembly forming a modular sub-assembly.
  • Litz wires known in the windings of radio stations with amplitude modulation, long and / or medium waves.
  • a tire of radius R has a peripheral speed V.
  • an area BC of this tire, of length L is in contact with the ground.
  • the centrifugal radial acceleration is V 2 / R.
  • the centrifugal radial acceleration is substantially zero, the differential speed of the tire with respect to the ground being substantially zero (except in the event of slippage, which is not normal operation).
  • the length L is a function:
  • Factors a) and c) can be determined by an easily accessible calculation on board the vehicle. The pressure is therefore drawn from it. It should be noted that the law relating the length L to the speed V and to the wheel load can be tabulated for the vehicle in question, depending on the ambient temperature. At low speeds, the effect of the wheel load is predominant; it is therefore possible to refine the taking into account of this wheel load, if necessary, or to compare differentially the pairs of Front and Rear wheels, between them and from pair to pair. It then suffices to measure and transmit the durations TL and Tp of the tire to the vehicle. This can be done by analog or digital modulation of the carrier F2 by the acceleration signals.
  • circuit 5 It is easy to add to circuit 5 a circuit sensitive to temperature, for example a diode.
  • the temperature information is then available, and can be transmitted with the acceleration information.
  • analog modulation may be suitable.
  • the simplest is an amplitude modulation by the signal of figure 6: one transmits during the periods TL. Much more advanced modulations are possible. If necessary, the temperature is transmitted by frequency or phase modulation of the carrier F2.
  • Circuit 5 has a clock to create the frequency F2 whose stability is compatible with the tuning band of the loops.
  • the frequency F1 of the power supply can be used to stabilize or set this clock. It has been observed experimentally that a variation in the tuning band of the loops appears, but this variation remains sufficiently limited so as not to interfere with the operation.
  • This clock F2 is used, after division, to count the durations TL and Tp.
  • the average is done by simple accumulation of a predetermined number of measurements, or chosen according to the quality of the measurements, for example.
  • the carrier transmits the measurement clock. If necessary, the temperature is transmitted as other data.
  • this circuit 5 is therefore very simple, and can have a low power consumption.
  • the principle of a usable accelerometer is illustrated in Figure 7A.
  • a mass m is integral with a spring leaf recessed in Q.
  • a piezoelectric sensor PC is fixed to the lower part of the spring leaf; this, by deforming under the effect of centrifugal force mainly concentrated in the mass m, compresses the PC component which provides the measurement, in the form of voltage (without having to be itself supplied).
  • This voltage varies as a function of time and depends on the speed, as well as on the time constant of the circuit pC (capacitance C shunted by a leakage resistance p, as illustrated in FIG. 7b).
  • a housing 180 forms an "aneroid" chamber, with a metallized membrane 181 at the top, provided with a mass 182.
  • the interior of the housing is under vacuum (not pushed), as in a mechanical barometer.
  • a capacity measurement CM is carried out between the mass 182, lower plane of the housing, and the membrane 181.
  • the frequency source F2 is available, and for example, a standard capacity.
  • the measurement indicates the tire pressure, with reduced precision which is sufficient to indicate whether the tire is in rolling condition or not; when running, when passing through the BC zone, the measurement varies abruptly, which serves as above. It is also possible to limit the value of the acceleration by limiting the stroke of mass 182 as above.
  • a combined pressure and acceleration sensor is therefore obtained. It is of course possible to use separate sensors. Furthermore, instead of the capacitive measurement of the displacements of the membrane 181, other techniques can be provided, for example four strain gauges mounted in bridge on the membrane.
  • the senor will have a natural frequency (resonance). As for the tire, it is also the site of periodic (short-term) phenomena, including the frequency of rotation of the wheel, which corresponds to frequencies ranging from 0 to one hundred Hertz (50 revolutions of the wheel per second make the '' order of 100 meters per second, or 360 km / hour).
  • the natural frequency of the sensor outside of this band will be chosen, and / or it will be used to improve the quality of the response as a function of the period of rotation of the wheel, therefore of the speed of the vehicle.
  • the Applicant has observed that the transmission by the loops BRF1 and BVF1 (and / or BRF2 and BVF2) can easily be made bi-directional. It is therefore interesting to add a non-volatile memory 121, of the epROM or eepROM type to the circuit in the tire. By temporarily increasing, if necessary, the power supply, the circuit 5 can write in this memory information which comes back to it from the unit 120, for example:
  • Figure 3 If the calculations are made on board the vehicle, we can for example (Figure 3) provide a modulator 109 downstream of the resistor 101, and, on the reception side, a connection by series resistor 67, and parallel capacitance 68 to ground, therefore from one of the terminals of the coil BRFl to lead to a data input (at slow rate) from the unit 5.
  • the switching of circuit 5 in reception on the BRF2 loop is preferably done by the appearance of an overvoltage applied to the BVF1 loop.
  • This overvoltage is currently considered very advantageous to have sufficient energy for a good recording in memory of the parameters transmitted from the vehicle to the wheel concerned.
  • a circuit similar to that used on the vehicle for a wheel can be used as a test bench to read the inscriptions stored in the tire and to manage them.
  • the interaction of the BRF2 and BVF2 loops can be used for purposes other than the power supply.
  • One can for example superimpose on the power supply a clock, a time reference, or another useful signal.

Abstract

L'invention concerne la surveillance en service de l'état d'un pneumatique d'une roue d'un véhicule. Elle propose à cet effet un procédé et, en particulier, un dispositif comprenant: un capteur (4) monté sur la roue, des moyens de couplage (BVF2, BRF2) pour transmettre au véhicule des indications tirées de ce capteur (4), et des moyens d'alimentation électrique (BVF1, BRF1). Selon l'invention, le capteur (4) est un capteur miniature sensible à l'accélération, implanté dans la bande de roulement du pneumatique ou au voisinage de celle-ci. Les moyens de couplage, montés sur la roue, transmettent alors des indications relatives aux mesures faites au moment où la bande de roulement est au contact du sol.

Description

Surveillance d'un pneumatique par mesure d'accélération.
L'invention concerne la surveillance en service de l'état d'un pneumatique d'une roue d'un véhicule.
Il s'agit d'un besoin fondamental: on sait les dégâts qui peuvent résulter par exemple du sous-gonflage d'un pneumatique et la gravité du contentieux qui peut en résulter.
De très nombreuses solutions ont été proposées, articulées le plus souvent sur des capteurs de pression, fréquemment incorporés à la valve du pneumatique, en tout cas accessibles du côté de la jante. Les contraintes applicables sont assez draconiennes, puisqu'il faut notamment respecter l'équilibrage de la roue. Or, pour être précis, les capteurs de pression sont généralement assez volumineux et lourds en particulier s'ils contiennent la source d'énergie. De plus, la mesure de pression (relative) nécessite une référence, qui est, en général, la pression atmosphérique fonction de l'altitude et demeure très sensible à d'autres paramètres, dont la température.
Aucune des solutions actuelles n'est véritablement générale. En effet, le problème posé, déjà complexe, s'accompagne de la nécessité de transmettre l'information de la roue au véhicule, compte-tenu d'une rotation relative variable de la vitesse nulle à des vitesses très élevées. Tout cela se traduit par un prix prohibitif, hormis quelques exceptions, comme le cas des poids lourds.
La présente invention vient améliorer la situation.
Pour cela, il est proposé un procédé de surveillance en service de l'état d'un pneumatique d'une roue, caractérisé par les étapes consistant à:
- prévoir dans le pneumatique, près de la bande de roulement, un capteur miniature sensible à l'accélération, et
- surveiller les variations de la mesure de ce capteur, les mesures faites dans la zone où la bande de roulement est au contact du sol étant liées à la taille de cette zone, et, par là, à l'état du pneumatique.
L'invention vise aussi un dispositif de surveillance en service de l'état d'un pneumatique d'une roue d'un véhicule, du type comprenant un capteur monté sur la roue, des moyens de couplage pour transmettre au véhicule des indications tirées de ce capteur, et des moyens d'alimentation électrique. Selon l'invention, le capteur est un capteur miniature sensible à l'accélération, implanté dans la bande de roulement du pneumatique ou au voisinage de celle-ci; et les moyens de couplage, montés sur la roue, transmettent des indications relatives aux mesures faites au moment où la bande de roulement est au contact du sol.
L'invention couvre également le pneumatique équipé en conséquence.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels:
- la figure 1 illustre schématiquement un pneumatique, monté sur une roue, et en charge;
- la figure 2 illustre l'implantation d'un accéléromètre dans le pneumatique de la figure 1;
- la figure 3 illustre des circuits électroniques relatifs à un mode de réalisation de l'invention;
- la figure 4 illustre le mode d'échange d'informations entre la roue et le véhicule, ainsi que le passage de l'alimentation électrique;
- la figure 5 illustre la forme d'un pneumatique en charge;
- la figure 6 illustre schématiquement l'allure générale de l'accélération; - les figures 7 (a et b) illustrent schématiquement une première forme d' accéléromètre applicable à l'invention;
- la figure 8 illustre la tension aux bornes du capteur piézo-électrique des figures 7 pour différentes vitesses de rotation en fonction de l'angle de roue; - la figure 9 illustre la relation entre l'accélération vraie et la tension crête mesurée du fait du limiteur d'accélération des Figures 7;
- la figure 10 illustre schématiquement une seconde forme d' accéléromètre applicable à l'invention;
- les figures 11 (a et b) illustrent des réalisations des boucles de couplage incluses dans le pneumatique; et
- la figure 12 illustre les installations relatives des boucles et leur couplage.
Les dessins annexés sont, en majeure partie, de caractère certain, s 'agissant notamment de formes. En conséquence, ils pourront non seulement servir à mieux faire comprendre la description, mais aussi contribuer à la définition de l'invention, le cas échéant.
Sur la figure 1, une jante 2, munie de points de fixation 31 sur le moyeu, supporte un pneumatique 1 (supposé ici sans chambre à air), et la valve de gonflage (21) de celui-ci.
La figure 2 montre le pneumatique, avec l'un des flancs 11, et sa bande de roulement 10 vue en coupe. Celle-ci loge un accéléromètre 4, placé de préférence dans la chape du pneu ou à l'intérieur contre la nappe de renfort.
Le circuit électronique d'ensemble du mode de réalisation actuellement préféré apparaît sur la figure 3, avec des détails d'implantation en figure 4. Sur la figure 3, la partie située à gauche du trait tireté long est sur le véhicule; celle de droite est sur la roue, plus précisément dans le pneumatique.
L' accéléromètre 4 est associé à un microcircuit électronique 5. Celui-ci peut être alimenté de diverses manières: pile, récupération d'énergie mécanique, notamment.
On préfère ici prévoir une alimentation par couplage électrique, magnétique ou électromagnétique avec le véhicule. Il est prévu dans le pneumatique une boucle (ouverte) BRFl. Le circuit d'ensemble ECR comprend un condensateur 61 pour l'accord de cette boucle sur la fréquence Fl, et un redresseur à diode 65 et condensateur 66 pour stocker l'énergie et filtrer la tension. La tension obtenue alimente le circuit 5 de traitement des mesures du capteur 4.
Côté véhicule, une source SI de tension alternative à la fréquence Fl, de résistance interne 101, alimente un diviseur capacitif d'accord 102-103, puis une boucle BVF1, montée (figure 4) pour être couplée avec la boucle BRF1 sur une partie de la périphérie du pneu. La taille de la boucle BVF1 peut correspondre à environ 1/10 du développement du pneu. L'illustration de la boucle BRF1 est ici séparée de la partie de la périphérie du pneu, pour qu'on la distingue de la boucle BRF2 , dont il sera question ci-après.
La figure 12 permet de mieux comprendre la position relative dans le pneumatique des boucles BFR1 et BRF2 associées au circuit ECR, dans un mode de réalisation.
La boucle BRFl ainsi faite permet un couplage permanent de l'alimentation fournie par la boucle BVF1.
Une telle émission de l'ordre d'un Watt permet d'obtenir au moins quelques milliwatts d'alimentation continue pour le circuit ECR, quelles que soient les positions relatives de la roue et du véhicule (suspension et direction, notamment).
On décrira maintenant le transfert des mesures. La sortie du circuit de traitement 5 est une tension de fréquence F2 modulée, et appliquée à travers un diviseur capacitif d'accord 91-92 à une boucle BRF2 du pneu. Côté véhicule, une boucle BVF2 est munie de deux condensateurs 111-112 d'accord. Ceux-ci fournissent une sortie asymétrique, appliquée à un circuit de réception et traitement 120. Outre la voie VI provenant du pneumatique considéré, ce circuit 120 peut recevoir trois autres voies V2 , V3 et V4 venant des autres pneumatiques. L'émission à partir des voies VI, V2 , V3 et V4 vers le circuit de réception 120 peut se faire séparément ou en parallèle. Un organe de visualisation 130 lui est associé, ou mieux le transfert de l'information se fait par l'intermédiaire du calculateur de bord relié à une visualisation intégrée.
De même, par symétrie, le couplage de la boucle BRF2 avec la boucle BVF2 est permanent.
Une émission par la boucle BRF2 de l'ordre d'un milliWatt permet d'obtenir quelques microwatts en sortie de la boucle BVF2 associée au véhicule. Ce niveau est largement suffisant pour traiter l'information, tout en demeurant suffisamment faible pour ne pas perturber l'environnement électromagnétique.
La fréquence Fl est par exemple comprise entre 10 et 200 kHz, de préférence vers 50 kHz. La fréquence F2 est choisie nettement différente pour éviter le couplage entre elles des boucles BRFl avec BRF2, et BVF1 avec BVF2 ; F2 est de préfé- rence plus élevée, vers 80 kHz par exemple.
Les boucles BRFl ou BRF2 incluses dans le pneu sont bobinées de façon à permettre une élasticité longitudinale pour une mise en place aisée. Plutôt qu'un procédé de bobinage classique (Figure lia), on crée une ondulation, comme le montre la figure 11b par exemple. En outre, pour assurer la tenue mécanique des boucles sur la durée de vie du pneu, il est avantageux d'utiliser du fil divisé pour la réalisation desdites boucles.
Les bobines peuvent être incorporées au pneu dans sa chape, au dessus de son armature (radialement vers l'extérieur), l'armature étant métallique ou non. Toutefois, ceci impose de prévoir les connexions à ces bobines au cours de la fabrica- tion du pneu. Une variante intéressante (figure 12) consiste à placer les bobines sur le moule servant à la fabrication du pneu, lequel est alors implanté autour des bobines ; on peut alors obtenir une meilleure tenue mécanique (comportement élastique sous contraintes) des bobines, et leurs connexions peuvent être soudées préalablement, l'ensemble bobines et circuit ECR formant un sous-ensemble modulaire.
La Demanderesse a également observé qu'aux fréquences considérées, il est avantageux d'utiliser des fils isolés, en particulier des fils dits de Litz (connus dans les bobinages des postes radio à modulation d'amplitude, ondes longues et/ou moyennes).
Le principe général de ces boucles est connu, et décrit notamment dans EP-A-551470. On pourrait d'ailleurs utiliser ces dernières boucles telles quelles, sous réserve de prévoir un branchement entre le pneu et lesdites boucles. De façon générale, et quel qu'en soit l'usage, le recours à des branchements (couplages électriques) n'est pas exclu de la présente invention. N'est pas exclu non plus le recours à des couplages par effets essentiellement magnétiques.
Sur la figure 5, un pneu de rayon R est animé d'une vitesse périphérique V. En charge, une zone BC de ce pneu, de longueur L, est au contact du sol.
Au point A, l'accélération radiale centrifuge est V2/R. La Demanderesse a observé qu'entre les points B et C, par contre, l'accélération radiale centrifuge est sensiblement nulle, la vitesse différentielle du pneu par rapport au sol étant sensiblement nulle (sauf en cas de patinage, ce qui n'est pas un fonctionnement normal).
Par l'implantation d'un accéléromètre miniature dans le pneu, on peut donc détecter la zone BC. Le passage de l'accélération radiale - ou centrifuge, normale au sol - à une valeur sensiblement nulle, permet d'identifier temporellement l'ensemble de la zone BC. (Les points B et C pourraient également être détectés en s 'intéressant à des discontinuités de l'accélération tangentielle, dans le plan du sol. Il serait concevable d'utiliser en partie au moins cet effet). On préfère actuellement traiter seulement l'accélération radiale, dont l'allure est donnée sur la figure 6. Pour différentes vitesses VI, V2 et V3 , on obtient des accélérations γl r γ2 et y3. L'accélération est quasi nulle pendant l'intervalle de temps TL, qui correspond au trajet de l' accéléromètre entre les points B et C. Elle est forte le reste du temps, dès que le véhicule atteint une vitesse de quelques kilomètres/heure. La période Tp de rotation du pneu est également donnée par les mesures. On en déduira aisément la vitesse du véhicule, le diamètre de la roue étant connu (habituellement à mieux que 1%).
La longueur L est fonction:
a) - de la partie de la masse M du véhicule, ou charge de roue, qui est reportée sur la roue considérée,
b) - de la pression (différentielle, non absolue) du pneu, elle même fonction de la température et de la variation de la pression atmosphérique due principalement à l'altitude,
c) - de la vitesse tangentielle V, dans la mesure où la force centrifuge n'est pas compensée dans la zone BC d'appui au sol (il en résulte un phénomène de décalage vers le haut du pneu par rapport à la jante, observable en prises de vue à vitesse élevée).
Les facteurs a) et c) sont déterminables par un calcul aisément accessible à bord du véhicule. On en tire donc la pression. Il est à remarquer que la loi reliant la longueur L à la vitesse V et à la charge de roue peut être tabulée pour le véhicule considéré, en fonction de la température ambiante. Aux faibles vitesses, l'effet de la charge de roue est prédominant; on peut donc affiner la prise en compte de cette charge de roue, si nécessaire, ou comparer différen- tiellement les paires de roues Avant et Arrière, entre elles et de paire à paire. Il suffit alors de mesurer et transmettre les durées TL et Tp du pneu au véhicule. Ceci peut se faire par une modulation analogique ou numérique de la porteuse F2 par les signaux d' accélération.
Il est aisé d'adjoindre au circuit 5 un circuit sensible à la température, par exemple une diode. L'information température est alors disponible, et peut être transmise avec l'information d'accélération.
Différents types de modulations analogiques peuvent convenir. Le plus simple est une modulation d'amplitude par le signal de la figure 6: on émet pendant les périodes TL. Des modulations beaucoup plus évoluées sont envisageables. Le cas échéant, la température est transmise par modulation de fréquence ou de phase de la porteuse F2.
En numérique, on peut mesurer les temps TL et Tp dans le circuit 5, en faire la moyenne avec une constante de temps appropriée, et transmettre ces mesures moyennes au véhicule. Le circuit 5 dispose d'une horloge pour créer la fréquence F2 dont la stabilité est compatible avec la bande d'accord des boucles. En outre, on peut utiliser la fréquence Fl de l'alimentation pour stabiliser ou caler cette horloge. Il a été observé expérimentalement qu'il apparaît une variation de la bande d'accord des boucles, mais cette variation reste suffisamment limitée pour ne pas gêner le fonctionnement. Cette horloge F2 sert, après division, à compter les durées TL et Tp. Et la moyenne se fait par simple accumulation d'un nombre de mesures prédéterminé, ou choisi en fonction de la qualité des mesures, par exemple. La porteuse transmet l'horloge de mesure. Le cas échéant, la température est transmise comme autre donnée.
Qu'il soit analogique ou numérique, ce circuit 5 est donc très simple, et peut avoir une faible consommation électrique. Le principe d'un accéléromètre utilisable est illustré sur la figure 7A. Une masse m est solidaire d'une lame de ressort r encastrée en Q. Un capteur piézo-électrique PC est fixé à la partie inférieure de la lame de ressort; celle-ci, en se déformant sous l'effet de force centrifuge principalement concentrée dans la masse m, comprime le composant PC qui fournit la mesure, sous forme de tension (sans devoir être lui-même alimenté). Cette tension varie en fonction du temps et dépend de la vitesse, ainsi que de la constante de temps du circuit pC (capacité C shuntée par une résistance de fuite p , comme illustré en figure 7b).
On notera que les fortes accélérations ne sont pas intéressantes. Un écrêtage est donc réalisé entre les deux butées χ et m2. Il s'agit en fait d'un accéléromètre à seuil voisin de zéro, capable d'indiquer, en tout ou rien, si l'accélération est quasi-nulle ou non. Un amortissement convenable est prévu pour éviter le bruit produit par le choc de la masse m sur les faces du boîtier qui limitent la course donc écrête l'effet d'accélération.
Une variante est illustrée sur la figure 10. Un boîtier 180 forme une chambre "anéroïde", avec en partie supérieure une membrane métallisée 181, munie d'une masse 182. L'intérieur du boîtier est sous vide (non poussé), comme dans un baromètre mécanique. Une mesure de capacité CM est effectuée entre la masse 182, plan inférieur du boîtier, et la membrane 181. Pour cette mesure de capacité, on dispose de la source de fréquence F2 , et par exemple, d'une capacité étalon. A l'arrêt, la mesure indique la pression du pneu, à la précision réduite qui suffit pour indiquer si le pneu est en état de rouler, ou non; en marche, au passage de la zone BC, la mesure varie brutalement, ce qui sert comme précédemment. Il est possible aussi d'écrêter la valeur de l'accélération en limitant comme plus haut la course de la masse 182.
Dans ce second mode de réalisation, on obtient donc un capteur combiné de pression et d'accélération. On peut naturellement utiliser des capteurs séparés. Par ailleurs, au lieu de la mesure capacitive des déplacements de la membrane 181, on peut prévoir d'autres techniques, par exemple quatre jauges de contraintes montées en pont sur la membrane.
Quel que soit son mode de réalisation mécanique, le capteur va présenter une fréquence propre (résonance). Quant au pneu, il est également le siège de phénomènes périodiques (à court terme), dont la périodicité de rotation de la roue, qui correspond à des fréquences allant de 0 à la centaine de Hertz (50 tours de roue par seconde font de l'ordre de 100 mètres par seconde, soit 360 Km/heure). On choisira la fréquence propre du capteur à l'extérieur de cette bande, et/ou on s'en servira pour améliorer la qualité de la réponse en fonction de la période de rotation de la roue, donc de la vitesse du véhicule.
La Demanderesse a observé que la transmission par les boucles BRFl et BVF1 (et/ou BRF2 et BVF2 ) peut aisément être rendue bi-directionnelle. Il est alors intéressant d'adjoindre une mémoire non volatile 121, de type epROM ou eepROM au circuit dans le pneu. En augmentant temporairement, si besoin est, la puissance d'alimentation, le circuit 5 pourra inscrire dans cette mémoire des informations qui lui reviennent de l'unité 120, par exemple:
- nombre de tours de roue sur un temps T, qui correspond au nombre de kilomètres effectués par le pneu sur le temps T,
- nombre de tours de roue ou de kilomètres effectués en sous gonflage, - vitesse maximum rencontrée, éventuellement dans la mesure où elle dépasse les spécifications prévues pour le pneu,
- durée d'une baisse de pression, pour vérifier si le pneu n'a pas été utilisé en dehors de ses spécifications, "
- durée d'une surcharge. Ces quantités peuvent être enregistrées en valeurs ponctuelles et/ou en cumul. Les calculs requis peuvent être conduits dans le calculateur de bord du véhicule, ou bien, la puissance de traitement (calcul) requise étant faible, dans le processeur logé dans le pneu. Dans ce dernier cas, le véhicule indique simplement au pneu le moment où il faut faire ces opérations (synchronisation), en lui fournissant le complément d'énergie requis, si nécessaire.
Si les calculs sont faits à bord du véhicule, on peut par exemple (Figure 3) prévoir un modulateur 109 en aval de la résistance 101, et, côté réception, une liaison par résistance série 67, et capacité parallèle 68 vers la masse, partant de l'une des bornes de la bobine BRFl pour aboutir à une entrée de données (à cadence lente) de l'unité 5.
On obtient ainsi une sorte de "fiche historique" incorporée au pneu lui-même, avec éventuellement une copie-image à bord du véhicule. L'inscription dans cette fiche peut être déclen- chée automatiquement, avantageusement à l'arrêt du véhicule (coupure du contact par exemple), et/ou à son redémarrage. La mise à jour de la fiche historique se fait ainsi à chaque utilisation du véhicule. Un avantage important de l'inscription dans le pneumatique est le suivant: il suffit de disposer du pneumatique pour pouvoir suivre son évolution propre, indépendamment de la roue et du véhicule.
La commutation du circuit 5 en réception sur la boucle BRF2 se fait de préférence par l'apparition d'une surtension appliquée sur la boucle BVF1. Cette surtension est actuellement jugée très avantageuse pour avoir une énergie suffisante à une bonne inscription en mémoire des paramètres transmis du véhicule vers la roue concernée. Un circuit semblable à celui utilisé sur le véhicule pour une roue peut servir de banc de test pour lire les inscriptions mises en mémoire dans le pneumatique et en assurer la gestion.
De même, l'interaction des boucles BRF2 et BVF2 peut être utilisée à d'autres fins que l'alimentation électrique. On peut par exemple superposer à l'alimentation une horloge, une référence de temps, ou un autre signal utile.
Dans certaines applications au moins, il serait envisageable d'utiliser les mêmes Poucies pour l'alimentation et la transmission des données, du fait que les boucles sont bidirectionnelles, et/ou que la transmission des données se fasse en modulation par absorption de l'alimentation (l'appel de puissance est plus ou moins grand en fonction d'un signal binaire à transmettre). Sur un autre plan, et dans une version très simple, on pourrait utiliser un accéléromètre à seuil qui actionne directement un contact électrique (ce dernier commandant éventuellement l'absorption de puissance, si l'on combine ceci aux variantes précédentes).

Claims

Revendications
1. Procédé de surveillance en service de l'état d'un pneumatique (1) d'une roue, caractérisé par les étapes consistant à:
- prévoir dans le pneumatique ( 1 ) , près de la bande de roulement (10), un capteur miniature (4) sensible à l'accélération (y) , et
- surveiller les variations de la mesure de ce capteur (4), les mesures faites dans la zone (BC) où la bande de roulement est au contact du sol étant liées à la taille de cette zone (BC), et, par là, à l'état du pneumatique (1).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur (4) est disposé pour être sensible à l'accélération radiale (y).
3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 , caractérisé en ce que l'on repère le moment (TL) où la bande de roulement (10) est au contact du sol par une variation sensible de l'accélération (y).
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on détecte également la période (Tp) des moments où la bande de roulement (10) est au contact du sol, qui est liée à la vitesse de rotation (V) de la roue.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une partie au moins des mesures (TL,Tp) est transmise au véhicule par couplage électrique, magnétique ou électro-magnétique.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les mesures (TL, Tp) portent au moins sur la période des phases d'accélération faible, et sur la fraction de cette période qu'elles occupent.
7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur (4) est alimenté par une pile également logée dans le pneumatique ( 1 ) .
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur est alimenté par couplage électrique, magnétique ou électro-magnétique (BVF1,BRF1).
9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on prévoit en outre dans le pneumatique (1) un capteur miniature de pression (180).
10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on prévoit en outre un banc de test capable de lire des inscriptions mises en mémoire dans le pneumatique (1) après démontage de celui-ci.
11. Dispositif de surveillance en service de l'état d'un pneumatique (1) d'une roue d'un véhicule, du type comprenant: - un capteur (4) monté sur la roue,
- des moyens de couplage (BVF2,BRF2) pour transmettre au véhicule des indications tirées de ce capteur (4), et
- des moyens d'alimentation électrique (SVF1 ,BVF1,BRF1 ) , caractérisé en ce que le capteur (4) est un capteur miniature sensible à l'accélération (y), implanté dans la bande de roulement (10) du pneumatique (1) ou au voisinage de celle- ci, et en ce que les moyens de couplage, montés sur la roue, transmettent des indications (TL,Tp) relatives aux mesures faites au moment où la bande de roulement (10) est au contact du sol.
12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le capteur (4) est disposé pour être sensible à l'accélération radiale (y).
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le capteur (4) est agencé pour écrêter les accélérations radiales ( 1,y2, 3) vers l'extérieur.
14. Dispositif selon l'une des revendications 11 a 13, caractérisé en ce que le capteur (4) comporte des moyens sensibles à la pression, sur lesquels s'appuie un organe flexible métallisé (r), ainsi qu'une masse (m) solidaire de cet organe (r) .
15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que lesdits moyens sensibles à la pression comprennent un boîtier fermé (180) sous vide portant ledit organe flexible (181).
16. Dispositif selon l'une des revendications 14 et 15, caractérisé en ce que lesdits moyens sensibles à la pression comprennent un élément piézoélectrique (PC).
17. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 16, caractérisé en ce que les moyens de couplage comprennent un micro-circuit électronique (5) relié au capteur, et propre à mettre en forme une partie au moins des mesures de celui-ci, et des moyens de transmission (RVF2 ,BVF2 ,BRF2 ) des mesures mises en forme par ce circuit électronique (5).
18. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que les moyens de transmission (RVF2 ,BVF2 ,BRF2 ) comprennent une boucle ouverte (BRF2) accordée incorporée au pneumatique (1), couplée à une boucle accordée homologue (BVF2) montée sur le véhicule.
19. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 18, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation comprennent une boucle ouverte (BRFl) accordée incorporée au pneumatique (1), couplée à une boucle accordée homologue (BVF1) montée sur le véhicule.
20. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 19, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un autre capteur miniature (180), en particulier sensible à la pression, également monté dans le pneumatique ( 1 ) .
21. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 20, caractérisé en ce que le pneumatique ( 1 ) comprend en outre une mémoire non volatile (121), et en ce que le circuit électronique (5) comprend des moyens aptes à inscrire dans cette mémoire (121) des données historiques relatives aux conditions subies par le pneumatique (1).
22. Dispositif selon la revendication 21, prise en combinaison avec la revendication 17, caractérisé en ce que les moyens de transmission (BVF2, BRF2 , RVF2) sont réciproques, et en ce que lesdites données historiques sont inscrites après traitement à bord du véhicule .
23. Dispositif selon la revendication 22, caractérisé en ce que la puissance délivrée par les moyens d'alimentation
(SVF1) est temporairement accrue lors de l'inscription des données historiques.
24. Pneumatique équipé d'au moins un capteur (4) et des circuits électroniques, selon l'une des revendications 11 à
23.
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