Brevet FR2566124A1 — publié le 19851220

La présente invention a pour objet un appareillage pour l'équilibrage d'une roue de véhicule automobile. Un tel appareillage comprend, de manière- connue, et selon la figure 1, un capteur de vibrations 1 placé au voisinage de la roue 2 d'un véhicule automobile 3, sous un élément de suspension de celui-ci, ce capteur étant réuni par une connexion 29 à - un circuit électronique de mesure 7 situé à l'intérieur d'un chariot mobile 4. Un moteur 5 entraîne une poulie 6 qui, appliquée sur le pneumatique 12 de la roue 2, permet de lancer celle-ci. Un flash stroboscopique non visible sur la figure 1, est situe en retard de la roue et est commandé par le circuit 7. I1 permet d'éclairér-un repère lu tracé sur la roue. Le circuit électronique 7 délivre une indication numérique permettant de déterminer l'importance de la masse à rapporter sur la roue pour l'équilibrer. La position du repère lu donnée par le flash stroboscopique, en cours de rotation, permet de positionner correctement la roue -à l'arrêt, -la masse d'équilibrage étant alors fixée sur la jante 18 en position haute 19. Le circuit électronique 7 comprend, d'une manière générale, un amplificateur recevant le signal délivré par le capteur et un filtre qui, dans cet art antérieur connu, est du type passe bande centrée sur la fréquence de rotation de la roue. Cette fréquence se situe entre environ 15 et 28 Hz. Le circuit électronique comprend encore un circuit-de mise en forme, qui reçoit le signal filtré et le transforme en signal-rectangulaire, un circuit de déclenchement du- flash, commandé par le signal rectangulaire, et enfin un circuit de calcul d'amplitude qui reçoit le signal filtré et qui délivre un signal numérique indiquant la valeur de la masse à rapporter sur la roue à équilibrer. Bien que donnant satisfaction à certains égards, ces dispositifs présentent des inconvénients. En effet le signal délivré par le capteur 1 est très perturbé par les vibrations parasites des éléments tournants autres que la roue à équilibrer, tels que cardans, moteur du véhicule, dispositif de lancement de la roue, etc.. De plus, la vitesse de rotation de la roue n'est pas connue avec certitude, car elle dépend du rayon du cercle de contact entre le pneumatique et la poulie de lancement. Le filtre passe bande étant déterminé une fois pour toute, le signal filtré n'est donc pas nécessairement à la fréquence de rotation de la roue. Il en résulte, d'une part, que le flash subit des déclenchements intempestifs, ce qui perturbe la détermination de l'emplacement de la masse d'équilibrage et, d'autre part, que le calcul de l'amplitude est erroné, ce qui fausse la détermination de cette masse. La présente invention a pour but de remédier à ces incon vénients. Ce but est atteint par l'utilisation, dans le circuit électronique, de moyens permettant d'obtenir un signal filtré débarrassé des parasites en question et à la fréquence exacte de rotation de la roue. Selon l'invention, ces moyens comprennent, d'une part, un filtre d'un type particulier, qui opère un filtrage à la fréquence d'un signal pilote qui lui est appliqué, et d'autre part, un moyen pour délivrer ce signal pilote à la fréquence exacte de rotation de la roue à équilibrer. Selon l'invention, ce dernier moyen est constitué par un circuit de recherche automatique de fréquence, comprenant essentiellement une boucle de phase asservie (en terminologie anglosaxone : "phase locking loop", ou PLL en abrégé) et une mémoire capable de mémoriser le résultat de la comparaison entre le signal délivré par ce circuit et le signal délivré par le circuit de mise en forme. Comme on le comprendra mieux -par la suite, cela permet d'appliquer au filtre un signal pilote dont la fréquence est égale à la fréquence de rotation de la roue.Le filtrage du signal de mesure s'effectue donc à la fréquence correcte. De préférence, le filtre est un filtre à commutation de capacités. De toute façon, les caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux apres la description qui suit, d'exemples de réalisation donnés à titre explicatif et nullement limitatif. Cette description se réfère à des dessins annexés sur lesquels - la figure 1, dja decrite, illustre l'organisation générale d'un appareillage d'équilibrage de roue de véhicule automobile, - la figure 2 représente le circuit électronique utilisé selon l'invention, - la figure 3 représente le panneau avant du bloc contenant le circuit électronique, - la figure 4 montre un mode particulier de réalisation d'un filtre utilisable dans l'invention, - la figure 5 est un schéma d'un circuit de calcul d'amplitude, - la figure 6 est un schéma d'un circuit de déclenchement du flash stroboscopique. Tel que représenté sur la figure 2, le circuit électronique de l'invention, qui porte la référence générale 7, comprend : un amplificateur 9, un filtre 23 fonctionnant à une fréquence déterminée par un signal pilote, un circuit de mise en forme 25, un circuit de calcul d'amplitude 27 relié à la sortie du filtre 23, le gain de ce circuit étant ajustable au moyen d'un dispositif de réglage 17 commandé par un bouton 40 ou tout autre dispositif de réglage automatique, un afficheur numérique 16,et un circuit de déclenchement 26 commandant un flash 13. Le circuit de l'invention comprend encore un moyen de recherche automatique de fréquence, comprenant un circuit 39, du type à boucle de phase asservie, et constitué par un oscillateur commandé en tension (VC0) à une entrée J et une sortie K, et par un comparateur de phase à deux entrées G et L et à une sortie H. L'entrée G est reliée au circuit de mise en forme 25, l'entrée L à la sortie K de l'oscillateur commandé en tension, laquelle est, par ailleurs, reliée au filtre 23. C'est cette sortie qui délivre le signal pilote commandant la fréquence de filtrage. Le moyen de recherche automatique comprend encore une mémoire 38, laquelle possède une entrée reliée à la sortie H du comparateur de phase à travers un interrupteur 37, et une sortie reliée à l'entrée J de l'oscillateur commandé en tension. Le circuit 39 peut être constitué par un circuit 4046 MB de National Semiconductor. L'interrupteur 37 est, en pratique, un bouton poussoir. Le fonctionnement de ce circuit est basé sur l'observation suivante. On peut considérer que les vibrations parasites des éléments tournants,autres que la roue à équilibrer, perturbent le signal délivré par le capteur de mesure, mais permettent cependant, pour un balourd supérieur à environ 10 grammes, et avec un filtrage à une fréquence pas trop éloignée de la fréquence de rotation de la roue, d'obtenir un signal 28 correct pour le déclenchement du flash 13, c'esta-dire à la fréquence de rotation de la roue. Deux cas peuvent se presenter lors alun équilibrage: 1. la roue à équilibrer présente un balourd initial supérieur à long., ce qui conduit à un signal 28 correct 2. la roue à équilibrer présente un balourd initial inférieur à 10g., ce qui conduit à un signal 28 perturbé entraînant une commande incorrecte du flash 13. Dans ce cas, l'opérateur place,sur la jante 18 de la roue, une masse supé rieure à 20 grammes et relance la roue non on retrouve alors le premier cas et on obtient un signal 28 correct. Des lors qu'un signal 28 correct est obtenu, l'opérateur ferme l'interrupteur 37, et ce faisant, met en liaison les points H et J du circuit 39. Lors d'une première phase d'initialisation, le circuit 39 délivre en K un signal dont la fréquence de base est réglée à 16 Hz, ce qui permet de piloter le filtre 23 à une fréquence pas trop éloignée de la fréquence de rotation de la roue, puisque celle-ci est comprise entre 15 Hz et 28 Hz environ suivant le rayon du cercle de contact entre le pneumatique et la poulie de lancement. La fréquence du signal 28 appliqué en G est comparée à la fréquence de référence du comparateur de phase. Le résultat de cette comparaison se traduit par une tension disponible en H, qui est proportionnelle à la différencedeces fréquences. Cette tension est mémorisée dans la mémoire 38. Elle attaque l'oscillateur commandé en tension par la borne J. Cet oscillateur délivre en K un signal dont la fréquence est égale à celle du signal d'entrée en G. Le filtre se trouve de ce fait piloté à la fréquence exacte de rotation de la roue. Le signal délivré en K est réinjecté en L afin d'établir une boucle d'asservissement. Du fait de la mise en mémoire dans le bloc 38 de la tension de commande de l'oscillateur, l'opérateur peut relâcher le bouton poussoir 37 et procéder aux différentes opérations d'équilibrage, y compris l'équilibrage de faibles balourds (inférieur à 10g), tout en gardant une bonne fréquence de filtrage. Pour ce qui est du reste du circuit électronique, son fonctionnement est le suivant. Le signal filtré 24 est appliqué au circuit de calcul d 'amplitude 27, qui délivre une information affichée numériquement par l'afficheur 16. Par ailleurs, le signal 24 est appliqué au circuit de mise en forme 25, qui le transforme en signal rectangulaire 28 de même fréquence. Le circuit de déclenchement 26 reçoit ce signal rectangulaire. Comme le signal filtré 24 possède la fréquence même de rotation de la roue, du fait du circuit de recherche automatique de fréquence analysé plus haut, le système stroboscopique se trouve être alimenté correctement. La figure 3 représente la face avant du bloc électronique. On y voit le bouton 40 pouvant être prévu pour le réglage du gain du circuit de calcul d'amplitude 27, le bouton poussoir 37 permettant la mise en synchronisme du flash, puis la mesure du déséquilibre et enfin l'afficheur 16 sur lequel apparaît la valeur de la masse à rapporter sur la roue. Un mode particulier de réalisation du filtre 23 est illustré sur la figure 4, dans une variante qui correspond à un filtre dit de "BUTTERWORTH". Ce filtre est divisé en deux parties symétriques, effectuant chacune un filtrage au second ordre. I1 s'agit, en fait, d'un filtre dit "double switched capacitor filter", qui est un filtre universel intégré à commutation de capacités. Les deux parties du filtre sont utilisées en série, de manière à obtenir un filtrage au quatrième ordre. Le signal 22 à filtrer entre par la borne A et sort par la borne B après un premier filtrage au deuxième ordre ; le signal sortant de B est réinjecté en C pour ressortir en D sous forme du signal filtré 24 après un second filtrage au deuxième ordre. Globalement, un filtrage au quatrième ordre a été effectué. Le pilotage de chacun des deux étages de ce filtre est obtenu en appliquant le signal délivré par la borne K du circuit 39: Les autres bornes d'entrée de ce filtre sont repérées par la lettre X dans une représentation correspondant à un filtre du commerce. Elles correspondent à l'alimentation propre du circuit et à des bornes non utilisées dans l'invention. Le circuit 25 correspond à un déclencheur ("trigger") classique, bien connu de l'homme de l'art. I1 s'agit d'un circuit permettant de transformer un signal sinusoidal en un signal carré de même fréquence. Un exemple de circuit de calcul d'amplitude 27 avec son dispositif de réglage 17 est représenté sur la figure 5. Cependant tout autre dispositif de calcul pourrait être utilisé. Le circuit représenté comprend un circuit 30 de conversion d'un signal sinusoïdal en un signal continu (circuit "RMS" chez "Analog Device" par exemple), un amplificateur 31 et un convertisseur analogique-numérique 32 (type "Intersil" par exemple). Le fonctionnement de ce circuit est le suivant. Le sign-al sinusoïdal 24 est transformé, par le circuit 30, en un signal continu de tension proportionnelle à l'amplitude du signal sinusoïdal 24. Ce signal traverse ensuite l'amplificateur 31, dont le gain est réglé par un dispositif de réglage 17 pouvant être par exemple une résistance variable. Le signal continu délivré par l'amplificateur 31 est transformé, par le convertisseur analogique-numérique, en un nombre affiché sur l'appareil 16. Ce nombre représente la masse à rapporter sur la roue pour l'équilibrer. Enfin, le circuit 26 de déclenchement du flash 13 est représenté sur la figure 6. Le signal rectangulaire 28 attaque la gachette d'un thyristor Th par l'intermédiaire d'un diviseur de tension constitué par deux résistances R1 et R2. L'anode du thyristor Th est alimentée positivement par une tension Vcc, par l'intermédiaire d'une résistance R3. Le thyristor Th commande la charge d'un condensateur C, ainsi que sa décharge dans un enroulement primaire L1. Cet enroulement induit, dans un enroulement secondaire L2, une très haute tension THT qui provoque l'allumage du flash 13. Le primaire L1 et le secondaire L2 constituent un transformateur d'impulsions connu en soi. REVENDICATIONS 1 - Appareillage pour l'équilibrage d'une roue (2) de véhicule automobile permettant de déterminer l'importance et la position de la masse à rapporter sur cette roue pour l'équilibrer, cet appareillage comportant un dispositif (5-6) pour le lancement de la roue à équilibrer, un capteur (1) de vibrations destiné à être placé au voisinage de celle-ci,sous un élément de suspension du véhicule un --ih stroboscopique(13)destiné à éclairer un repère(ll)tracé sur la roue à équilibrer, et un circuit électronique de mesure (7) relié au capteur, ce circuit comprenant un amplificateur (9) relié au capteur, un filtre (23) relié à l'amplificateur-, un circuit de calcul d'amplitude (27) relié au filtre, ce circuit ayant un gain réglable au moyen d'un dispositif de réglage (17), un afficheur numérique (16) relié au circuit de calcul (27), un circuit de mise en forme (25) relié au filtre (23), et un circuit (26) de déclenchement du flash relié au circuit de mise en forme (25), cet appareillage étant caractérisé par le fait que le filtre (23) est du type de ceux qui effectuent un filtrage à une fréquence particulière déterminée par la fréquence d'un signal pilote qui leur est appliqué, le circuit électronique (7) comprenant en outre un moyen de recherche automatique de fréquence, comprenant un circuit (39), circuit du type à boucle de phase asservie, constitué par un oscillateur commandé en tension (VCO ) à une entrée (J) et une sortie (K) et un comparateur de phase à deux entrées (G, L) et une sortie (H), l'entrée (G) étant reliée au circuit de mise en forme (25), l'entrée (L) à la sortie (K) de l'oscillateur commandé en tension, laquelle est par ailleurs reliée au filtre (23) et délivre le signal pilote commandant la fréquence de filtrage, ledit moyen comprenant encore une mémoire (38) à une entrée reliée à la sortie (H) du comparateur de phase à travers un interrupteur (37) et à une sortie reliée à l'entrée (J) de l'oscillateur commandé en tension. 2 - Appareillage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le filtre (23) est un filtre à commutation de capacités.