L’invention se rapporte au domaine des pneus de véhicule et concerne plus particulièrement un capteur de mesure intégré dans un pneu. L’invention vise en particulier à empêcher le retournement d’un tel capteur lorsque le véhicule roule et que la roue tourne.

De nos jours, il est connu de monter dans chaque roue d’un véhicule automobile un module de mesure permettant de contrôler certains paramètres de la roue. Un tel module de mesure est désigné communément capteur TPMS pour « Tyre Pressure Monitoring System » en langue anglaise, signifiant « Système de surveillance de pression d’un pneu ». Un tel capteur, dont les données sont transmises à un calculateur embarqué dans le véhicule, permet par exemple de mesurer la pression des gaz présents à l’intérieur du pneu ainsi que leur température.

De manière connue, en référence aux figures 1 et 2, le capteur de mesure 103 comprend un boîtier électronique 131 , permettant de relever les données et de les transmettre au calculateur embarqué, et une valve de gonflage 132 s’étendant selon un axe A, traversant la jante en faisant saillie vers l’extérieur de la roue et qui est apte à coopérer avec une pompe de gonflage.

Comme illustré sur la figure 2, une roue comprend un pneu 1 monté de manière coaxiale sur une jante 2. La roue est décrite en référence à un repère orthogonal (X, Y, Z) lié à la roue dans lequel l’axe X correspond à l’axe de rotation de la roue et les axes Y et Z définissent un plan dit « transversal » à l’axe X. Aussi, par le terme « axial », on entend un objet s’étendant suivant l’axe X et « radial » un objet s’étendant dans le plan transversal (Y, Z). L’axe X s’étend de l’intérieur vers l’extérieur en position montée de la roue sur le véhicule.

La jante 2 présente une forme cylindrique comprenant une surface latérale appelée « fond 20 » de la jante 2 de laquelle s’étendent de part et d’autre de la jante 2 deux épaulements 21 , 22, sur lesquels reposent le pneu 1 , et deux parois 23, 24 constituant les faces latérales de la jante 2. L’épaulement 22 et la paroi 24 latérale sont destinés à être positionnés à l’extérieur de la roue et comporte un orifice permettant le passage de la valve de gonflage 132, de manière à ce que celle-ci traverse la jante 2 et fasse saillie vers l’extérieur de la roue. Un tel orifice de passage est positionné de manière standard sur la jante 2, afin d’harmoniser l’emplacement de la valve de gonflage 132 quels que soient le type ou les dimensions de la jante 2. Un tel emplacement prédéterminé se trouve ainsi à une distance radiale du fond 20 de jante 2 prédéterminée et connue. Le boîtier électronique 131 est configuré pour être positionné sur le fond 20 de jante 2 derrière l’épaulement 22 de sorte à ne pas dépasser la hauteur dudit épaulement 22 et éviter ainsi l’arrachage ou l’endommagement du capteur de mesure 103 lors d’un changement de pneu 1 , notamment au moyen d’un bras mécanique. En effet, un tel bras mécanique tourne le long de chaque épaulement 21 , 22 de manière à insérer entièrement le pneu 1 derrière la paroi 23, 24 latérale. Aussi, lors d’une telle opération, le bras mécanique pourrait accrocher le capteur de mesure 103 et l’endommager si celui-ci dépassait la hauteur de l’épaulement 22.

Cependant, du fait de l’emplacement prédéterminé de l’orifice de passage de la valve de gonflage 132 sur la jante 2 et du positionnement du boîtier électronique 131 sous l’épaulement 22, le positionnement de la valve de gonflage 132 en vis-à-vis de l’orifice de passage et le positionnement du boîtier électronique 131 sur le fond 20 de jante 2 entraîne un décalage radial du boîtier électronique 131 par rapport à la valve de gonflage 132 afin de maintenir le boîtier électronique 131 sous l’épaulement 22.

Ce faisant, comme cela est représenté sur la figure 3, le centre de gravité G du capteur de mesure 103 se retrouve décalé entre l’axe A de la valve de gonflage 132, qui s’étend selon un axe B, parallèle à l’axe X et le fond 20 de jante 2, ce qui présente un inconvénient en cas de rotation de la roue.

En effet, quand la roue tourne, l’effet giratoire génère un effort F centrifuge, c’est-à-dire un effort radial, qui entraine le centre de gravité P du boîtier électronique 131 vers la périphérie de la roue, entraînant ainsi le boîtier électronique 131 en rotation autour de l’axe B, comme cela est représenté sur la figure 4. Un tel effort F centrifuge peut entraîner le retournement du capteur de mesure 103, ce qui présente l’inconvénient de générer des une baisse significative des performances électroniques du capteur de mesure 103 voire des disfonctionnements, comme par exemple des erreurs de lecture ou de transmission des données.

Dans une première solution proposée dans l’état de l’art, le capteur de mesure 103 comprend une valve de gonflage 132 plus lourde de manière à déporter le centre de gravité P de l’ensemble du capteur de mesure 103 sur la valve de gonflage 132, vers l’extérieur de la roue. Lorsque la valve de gonflage 132 est entraînée sous l’effort centrifuge de rotation de la roue, le boîtier électronique 131 est ainsi plaqué contre le fond 20 de jante 2, empêchant son retournement. Cependant, l’élévation de la masse de la valve de gonflage 132 entraîne l’apparition de contraintes notamment au niveau de la jonction entre la valve de gonflage 132 et la jante 2, ce qui peut entraîner une détérioration rapide du capteur de mesure 103. De plus, l’alourdissement du capteur de mesure 103 présenté un inconvénient majeur, puisque les technologies actuelles s’orientent de plus en plus vers un allègement de l’ensemble des équipements montés dans un véhicule afin d’améliorer les performances de ce dernier tout en limitant la consommation énergétique de la chaîne de traction.

Dans une deuxième solution, il est connu d’ajouter des butées (non représentées) de part et d’autre du boîtier électronique 131 , qui entrent en contact avec le fond 20 de jante 2 lorsque le boîtier électronique 131 est entraîné en rotation, empêchant ainsi son retournement. Cependant, un tel boîtier électronique 131 nécessite d’être adapté à différents types de véhicule et notamment à différents types de roue, dans lesquels la distance entre l’orifice de passage de la valve de gonflage 132 et le fond de jante peut varier. Aussi le capteur de mesure 131 nécessite par exemple une adaptation de la longueur des butées pour chaque type de roue, ce qui n’est pas optimal. De plus, de telles « butées » sont fragiles en cas de chute du capteur de mesure 131 avant son montage, ou lors du montage du pneu 1 qui peut les casser en frottant contre le capteur de mesure 103, les butées étant saillantes.

Dans une troisième solution, il est également connu un capteur de mesure 103 comprenant un boîtier électronique 131 présentant une forme plus allongée (suivant l’axe Y de la figure 1 ) de manière à s’étendre sur une surface plus importante du fond 20 de jante 2 et éviter ainsi son retournement lorsqu’un effort centrifuge s’applique sur le capteur de mesure 103. Cependant, un tel boîtier électronique 131 est également plus lourd, ce qui présente les inconvénients précités.

L’art antérieur comprend encore le document WO 2018/083424 décrivant un capteur de mesure monté sur une jante présentant une articulation entre le boîtier électronique et la valve du capteur de mesure, l’articulation étant réalisée par un moyen élastique à effet ressort ayant pour but de maintenir le boîtier électronique contre le fond de jante, le document EP 1 449 683 décrivant un capteur de mesure monté sur une jante présentant une articulation entre le boîtier électronique et la valve du capteur de mesure, l’articulation étant réalisée par un ressort de rappel plat ayant pour but de maintenir le boîtier électronique contre le fond de jante, et le document FR 2 909 039 décrivant un capteur de mesure monté sur une jante présentant un élément de raccordement entre le boitier électronique et la valve du capteur de mesure permettant l’ajustement de l’angle entre le boitier électronique et la valve du capteur de mesure lors du montage du capteur de mesure sur la jante. Dans tous ces dispositifs, le contact du boitier électronique du capteur de mesure avec le fond de jante est recherché.

L’invention a donc pour but de remédier au moins en partie à ces inconvénients en proposant une solution simple, fiable et efficace permettant à un capteur monté dans une roue de mesurer les données liées au pneu qu’elles que soient les conditions de roulage du véhicule. L’invention vise en particulier un capteur de mesure léger permettant d’abaisser les contraintes dans les différentes pièces du capteur tout en limitant les risques de retournement du boîtier électronique.

A cette fin, l’invention a tout d’abord pour objet un capteur de mesure, destiné à être monté sur une jante d’une roue de véhicule, notamment automobile, ledit capteur de mesure comprenant un boîtier électronique, apte à mesurer au moins une valeur de pression des gaz présents à l’intérieur d’un pneu monté sur ladite jante, et une valve de gonflage, adaptée pour permettre l’introduction dudit gaz à l’intérieur dudit pneu et s’étendant longitudinalement selon un axe I et latéralement selon un axe J, ledit capteur de mesure étant remarquable en ce qu’il comprend au moins un organe de liaison, reliant le boîtier électronique et la valve de gonflage, configuré pour permettre l’articulation dudit boîtier électronique par rapport à ladite valve de gonflage afin de déplacer le centre de gravité du boîtier électronique au-dessus du plan formé par les axes I et J lorsque ledit capteur de mesure est monté dans une jante en rotation.

Un tel organe de liaison permet avantageusement de limiter voire de supprimer les risques de retournement du capteur de mesure sous l’effet d’un effort centrifuge, permettant avantageusement d’assurer une bonne mesure ainsi qu’une bonne transmission des données à un calculateur embarqué dans le véhicule.

De manière préférée, l’organe de liaison est configuré pour permettre une liaison pivot, de manière à permettre un déplacement relatif entre le boîtier électronique et la valve de gonflage autour d’un axe commun permettant notamment de limiter la transmission d’effort entre le boîtier électronique et la valve de gonflage.

De manière alternative, l’organe de liaison est configuré pour permettre une liaison rotule, permettant ainsi de libérer la rotation relative du boîtier électronique par rapport à la valve de gonflage suivant les trois axes d’un repère de définition du capteur de mesure.

Selon un aspect préféré de l’invention, le capteur de mesure comprend au moins un ressort de rappel configuré pour placer le boîtier électronique dans une position prédéterminée par rapport à la valve de gonflage. Ceci permet avantageusement de s’assurer du positionnement du boîtier électronique lorsque le véhicule est à l’arrêt, notamment après avoir roulé. Un tel ressort de rappel permet en outre de s’assurer que le capteur de mesure ne risque pas d’être endommagé par exemple lors du démontage du pneu.

Avantageusement, l’organe de liaison comprend au moins une butée afin de s’assurer que le boîtier électronique ne se désaxe pas ou peu.

L’invention a également pour objet une jante pour roue de véhicule, notamment automobile, comprenant un capteur de mesure tel que décrit précédemment, dont la valve de gonflage est montée dans un orifice formé dans ladite jante, le capteur de mesure étant configuré pour déplacer le centre de gravité du boitier électronique radialement au-delà de l’axe longitudinal de la valve de gonflage sous l’effet de la force centrifuge lorsque la jante est en rotation. Cela permet de déplacer le boîtier électronique radialement vers l’extérieur de la roue dans une position stable, évitant ainsi son retournement.

Selon un aspect de l’invention, la jante s’étendant selon un axe de rotation et comprenant une surface latérale (fond de jante) s’étendant circonférentiellement depuis ledit axe de rotation, l’organe de liaison permettant une liaison pivot, ledit organe de liaison permet une rotation du boîtier électronique par rapport à la valve de gonflage autour d’un axe parallèle à un axe tangent à ladite surface latérale de la jante. Une telle liaison pivot permet ainsi d’autoriser le déplacement du centre de gravité du capteur de mesure de part et d’autre d’un plan tangentielle à la surface latérale de la jante et comprenant l’axe longitudinal de la valve de gonflage.

De manière préférée, l’organe de liaison comprenant au moins une butée, ladite butée est configurée pour limiter la rotation du boîtier électronique par rapport à la valve de gonflage à un angle de plus ou moins 45° autour dudit axe parallèle audit axe tangent à ladite surface latérale. Une telle butée permet avantageusement d’autoriser le pivotement relatif du boîtier électronique par rapport à la valve de gonflage tout en s’assurant du non retournement du boîtier électronique, qui ne peut se retrouver désaxé suivant un angle de plus ou moins 45°, au-delà duquel son bon fonctionnement ne pourrait être assuré.

Selon une forme de réalisation, ladite jante s’étendant selon un axe de rotation et l’organe de liaison permettant une liaison rotule, l’organe de liaison comprend au moins une butée configurée pour limiter la rotation du boîtier électronique à un angle de plus ou moins 45° autour d’un axe parallèle audit axe de rotation de la jante, permettant avantageusement de limiter la transmission des efforts entre les différentes pièces du capteur de mesure.

L’invention se rapporte également à une roue pour véhicule, notamment automobile, comprenant une jante telle que décrite ci-avant.

Enfin, l’invention concerne un véhicule, notamment automobile, comprenant au moins une roue telle que décrite ci-avant.

La figure 1 illustre schématiquement un capteur de mesure de l’art antérieur.

La figure 2 est une représentation schématique du positionnement du capteur de mesure de la figure 1 sur une jante d’une roue d’un véhicule.

La figure 3 illustre schématiquement la position des centres de gravité d’un boîtier électronique et d’une valve de gonflage du capteur de mesure de la figure 1. La figure 4 illustre schématiquement un effort centrifuge appliqué sur le capteur de mesure de la figure 1 lorsque la roue du véhicule tourne, ainsi que l’effet de retournement du boîtier électronique induit par un tel effort centrifuge.

La figure 5 représente schématiquement l’installation d’un capteur de mesure selon l’invention sur une jante d’une roue d’un véhicule.

La figure 6 est une représentation schématique d’une forme de réalisation d’un capteur de mesure selon l’invention.

La figure 7 illustre schématiquement l’articulation entre un boîtier électronique et une valve de gonflage du capteur de mesure de la figure 6.

Le capteur selon l’invention est présenté ci-après en vue d’une installation dans une roue d’un véhicule automobile. Cependant, toute installation dans un contexte différent, en particulier pour tout type de véhicule dont au moins une roue comprend un capteur susceptible de se retourner du fait d’un effort centrifuge est également visé par la présente invention.

Comme décrit précédemment, un véhicule automobile comprend généralement quatre roues, chaque roue comprenant, en référence à la figure 5, un pneu 1 monté de manière coaxiale sur une jante 2. Une telle jante 2 présente une portion cylindrique présentant une surface latérale externe désignée « fond » 20 de jante 2, de laquelle s’étendent, de part et d’autre, deux épaulements 21 , 22 sur lesquels repose le pneu 1 , et deux parois 23, 24 constituant les faces latérales de la jante 2.

Le capteur de mesure 3 selon l’invention est configuré pour être monté sur la jante 2 de la roue de manière analogue à l’art antérieur. Autrement dit, le capteur de mesure 3 est configuré pour être monté sur le fond 20 de jante 2 derrière l’épaulement 22, en face d’un orifice de passage 2A, comme cela est représenté sur la figure 5.

Dans cet exemple, la roue est décrite en référence à un repère orthogonal (X, Y, Z) lié à la roue dans lequel l’axe X correspond à l’axe de rotation de la jante 2 et de la roue et les axes Y et Z définissent un plan dit « transversal » à l’axe X. Aussi, par le terme « axial », on entend un objet s’étendant suivant l’axe X et « radial » un objet s’étendant dans le plan transversal (Y, Z). L’axe X s’étend de l’intérieur vers l’extérieur en position montée de la roue sur le véhicule.

Un tel capteur de mesure 3 est configuré notamment pour mesurer la pression des gaz présents à l’intérieur du pneu 1. Dans un exemple de réalisation, le capteur de mesure 3 se présente sous la forme d’un capteur TPMS connu de l’homme du métier et configuré pour mesurer par exemple la pression ou la température des gaz à l’intérieur du pneu 1 et pour envoyer de telles mesures à un calculateur embarqué dans le véhicule. Ce document présente l’exemple d’un capteur TPMS, cependant il va de soi que le capteur de mesure 3 pourrait tout aussi bien se présenter sous la forme d’un capteur différent configuré pour mesurer tout autre paramètre de la roue.

En référence aux figures 6 et 7, le capteur de mesure 3 selon l’invention comprend un boîtier électronique 31 permettant de relever les données et de les transmettre au calculateur embarqué, une valve de gonflage 32, configurée pour traverser la jante 2 de la roue par l’orifice de passage 2A de manière à s’étendre en saillie vers l’extérieur de la jante 2, et un organe de liaison 33, configuré pour permettre l’articulation du boîtier électronique 31 par rapport à la valve de gonflage 32.

Comme cela est présenté sur les figures 6 et 7, le capteur de mesure 3 est décrit dans un repère orthogonal (I, J, K) lié au capteur. Dans un tel repère, la valve de gonflage 32 s’étend longitudinalement selon un axe I, latéralement selon un axe J et verticalement selon un axe K. Aussi, lorsque le capteur de mesure 3 est monté sur la roue, les axes I, J et K du repère de définition (I, J, K) du capteur de mesure 3 sont respectivement parallèles aux axes X, Y et Z du repère de définition (X, Y, Z) de la roue.

Dans cet exemple, le boîtier électronique 31 est configuré pour être monté sur le fond 20 de jante 2, de manière à ne pas dépasser la hauteur de l’épaulement 22 et la valve de gonflage 32 est configurée pour traverser l’orifice de passage de la jante 2. Aussi, comme cela est représenté sur la figure 6, le centre de gravité P du boîtier électronique 31 est décalé radialement par rapport à l’axe I suivant lequel s’étend la valve de gonflage 32, par l’intermédiaire de laquelle le capteur de mesure 3 est fixé à la roue. Par l’expression « décalé radialement », on entend que le centre de gravité se trouve décalé suivant l’axe K vertical de définition du capteur de mesure 3, et donc décalé suivant l’axe Z de définition de la roue. Lorsque le capteur de mesure 3 est monté sur la roue, le centre de gravité P du boîtier électronique 31 se trouve à une distance plus faible de l’axe X de rotation de la roue, c’est à dire du centre de la roue.

Un tel décalage entraîne un décalage radial du centre de gravité G de l’ensemble de capteur de mesure 3. Autrement dit, lorsque le capteur de mesure 3 est monté sur la roue, le centre de gravité G du capteur de mesure 3 se trouve à une distance plus faible de l’axe X de rotation de la roue, que l’axe I suivant lequel s’étend la valve de gonflage 32. Lorsque la roue est à l’arrêt de sorte que le capteur de mesure 3 se trouve positionné sur le dessus de la roue (lorsque la roue est montée sur le véhicule automobile), comme cela est représenté sur la figure 5, le centre de gravité G du capteur de mesure 3 se trouve positionné plus bas que l’axe I selon lequel s’étend la valve de gonflage 32. Autrement dit, on parlera dans ce document du centre de gravité positionné « en dessous » du plan formé par les axes I et J.

L’organe de liaison 33 permet l’articulation du boîtier électronique 31 par rapport à la valve de gonflage 32, c’est-à-dire pour autoriser un déplacement angulaire, selon un ou plusieurs axes de rotation, relatif entre le boîtier électronique 31 et la valve de gonflage 32.

De préférence, l’organe de liaison 33 se présente sous la forme d’une liaison pivot, c’est-à-dire une liaison autorisant un mouvement de rotation autour d’un unique axe de liaison. Selon un exemple de réalisation, l’organe de liaison 33 comprend un premier module 33A fixé au boîtier électronique 31 et un deuxième module 33B fixé à la valve de gonflage 32, le premier module 33A et le deuxième module 33B étant reliés par un axe 33C autorisant le déplacement relatif de l’un par rapport à l’autre par rotation autour dudit axe 33 C.

Dans cet exemple, la valve de gonflage 32 étant fixée à la jante 2 de la roue, le boîtier électronique 31 est articulé de manière à pouvoir pivoter autour de l’axe J latéral de définition du capteur de mesure 3. Autrement dit, le centre de gravité P du boîtier électronique 31 et donc le centre de gravité G du capteur de mesure 3 peuvent ainsi, grâce à l’organe de liaison 33, passés alternativement en dessous et au-dessus (suivant les termes tels que définis précédemment) du plan formé par les axes I et J. Un tel organe de liaison 33 permet avantageusement de limiter les risques de retournement du capteur de mesure 3. Ainsi, contrairement aux dispositifs de l’art antérieur qui tendent à plaquer le ce pteur de mesure sur le fond de jante, la présente invention permet le déplacement du capteur de mesure 3, et notamment du boîtier électronique 31 afin de déplacer le centre de gravité G, lorsque la jante 2 sur laquelle le capteur de mesure 3 est monté est en rotation.

En fonctionnement du véhicule, c’est-à-dire lorsque la roue tourne, en référence à la figure 7, l’effet de l’effort F centrifuge dû au mouvement de rotation de la roue entraîne naturellement le centre de gravité G du capteur de mesure 3 et donc le boîtier électronique 31 radialement vers la périphérie de la roue. Aussi, grâce à l’organe de liaison 33 suivant l’invention, lorsque la roue tourne, le boîtier électronique 31 est soulevé du fond 20 de jante 2 et éloigné du centre de la roue. Le centre de gravité P du boîtier électronique 31 et donc le centre de gravité G du capteur de mesure 3 sont déplacés radialement au-dessus du plan formé par les axes I et J. Un tel organe de liaison 33 selon l’invention permet ainsi avantageusement de limiter les contraintes dues à l’effort F centrifuge appliqué sur le capteur de mesure 3, permettant ainsi de limiter la détérioration de ce dernier, par exemple au niveau de la jonction de la valve de gonflage 32 avec la jante 2.

Selon un aspect préféré de l’invention, toujours en référence à la figure 7, l’organe de liaison 33 permet un pivotement du boîtier électronique 31 d’un angle Q compris entre plus 45° et moins 45°. De préférence encore, l’angle Q est égal au maximum à plus ou moins 45 ° par rapport à un l’axe I, permettant à la fois de limiter les risques de retournement du capteur de mesure 3 et de conserver les performances électroniques du boîtier électronique 31.

Dans une deuxième forme de réalisation, l’organe de liaison 33 se présente sous la forme d’une liaison rotule, autorisant à la fois la rotation du boîtier électronique 3 autour des trois axes I, J et K du repère de définition du capteur de mesure 3. Une telle liaison rotule, permettant de limiter la transmission des efforts entre le boîtier électronique

31 et la valve de gonflage 32, comprend également dans cette forme de réalisation, un ensemble de butées permettant à la fois de limiter la rotation du boîtier électronique 31 autour de l’axe J d’un angle Q égal au maximum à plus ou moins 45° et la rotation autour de l’axe I d’un angle au maximum égal à plus ou moins 45° de manière à conserver les performances électroniques du capteur.

De manière optionnelle, le capteur de mesure 3 comprend en outre un ressort de rappel (non représenté), configuré pour placer le boîtier électronique 31 dans une position prédéterminée dite « de rappel ». A titre d’exemple, le ressort de rappel peut être configuré pour placer le boîtier électronique 31 contre le fond 20 de jante 2 lorsque le véhicule est à l’arrêt et que la roue cesse de tourner. Une telle position prédéterminée de rappel, permet avantageusement de limiter les risques d’accrochage du capteur de mesure 3 lors du changement d’un pneu par exemple, notamment au moyen d’un bras mécanique comme décrit précédemment.

Le capteur de mesure 3 selon l’invention permet avantageusement de laisser libre le centre de gravité G du capteur de mesure 3 qui se positionne naturellement selon l’effort centrifuge appliqué, c’est à dire selon la vitesse de rotation des roues et donc la vitesse du véhicule. L’organe de liaison 33 permet de libérer au moins un degré de liberté, permettant de limiter la transmission d’efforts. En effet, à titre d’exemple, il existe dans certains pays des pompes de gonflage comprenant une perche reliée à la valve de gonflage 32 et permettant à l’utilisateur de ne pas se pencher sur la roue. Cependant si l’utilisateur manipule la perche, ce dernier peut involontairement appliquer une force sur la perche qui sera transmise à la valve de gonflage 32. L’effort reçu par la valve de gonflage

32 sera d’autant plus important que la perche est longue du fait d’un important bras de levier. Aussi, l’articulation du capteur de mesure 3 au niveau de l’organe de liaison 33 permet de limiter la transmission des efforts entre la valve de gonflage 32 et le boîtier électronique 31 et ainsi les contraintes sur le capteur de mesure 3.

L’organe de liaison 33 permet en outre de limiter les risques de retournement du capteur de mesure 3 tout en conservant une masse légère, puisque la géométrie du boîtier électronique 31 n’est pas modifiée et qu’aucune masse supplémentaire n’est ajoutée sur la valve de gonflage 32.