Brevet FR2573200A1 — publié le 19860516

La présente invention concerne un système permettant de me- surer la hauteur d'un véhicule par rapport au sol et constituant un perfectionnement technique considérable par rapport aux systèmes ac- tuellement utilisés, tant du point de vue de sa fiabilité que de sa simplicité et donc du prix de revient de sa fabrication. Les systèmes de mesure actuellement utilisés pour connaître la hauteur d'un véhicule par rapport au sol se composent d'un capteur placé entre la carrosserie (masse suspendue) et les roues (masse non suspendue) du véhicule. Le capteur est logé dans un boîtier présentant différentes formes qui doit être monté entre la carrosserie et une pièce reliée aux roues, telle qu'une fusée, une jambe de force, un essieu rigide, etc... Il est nécessaire de choisir une ou plusieurs parties appro- priées de la carrosserie pour monter les capteurs et un ou plusieurs dispositifs de fixation pour monter la partie mobile du capteur sur les parties non suspendues du véhicule et pour assembler le ou les capteurs en chaîne de montage. Le système objet de la présente invention supprime de telles exigences dans la mesure o il fait appel à un capteur pré-assemblé et intégré dans l'amortisseur, c'est-à-dire monté à l'intérieur de l'amortisseur pour être protégé au maximum et pour éviter les opéra- tions de montage et les dispositifs de fixation actuellement indis- pensables pour les capteurs disponibles sur le marché. Le capteur du système peut peut être de n'importe lequel des types connus. Il est prévu quatre modes de réalisation préférés, à savoir une version à contact potentiométrique, une version comportant au moins un détecteur à effet Hall, une version mettant en oeuvre un détecteur à courants de Foucault et une version avec détecteur de distance à ultrasons, sans pour autant exclure d'autres solutions ap- propriées à cette application particulière. Les différents objets et caractéristiques de l'invention se- ront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent 2 532 - la figure 1, une vue en coupe d'un amortisseur équipé de la première version du système objet de la présente invention, à sa- voir la version à contact potentiométrique., - la figure 2, une vue identique du même amortisseur équipé d'un premier mode de réalisation de la seconde version du système, c'est-à-dire la version à détecteur à effet Hall, - la figure 3, une vue identique du même amortisseur équipé de la troisième version du système, c'est-à-dire la version faisant appel à un détecteur à courants de Foucault, - la figure 4, une vue identique du même amortisseur équipé de la quatrième version du système, c'est-à-dire la version avec dé- tecteur de distance à ultrasons. - les figures de 5 à 7, des vues identiques du même amortis- seur équipé de trois autres modes de réalisation de la version à dé- tecteur à effet Hall. En se référant aux différentes figures jointes, il est à préciser qu'elles représentent une jambe McPherson, uniquement à ti- tre d'exemple, et qu'en aucun cas ceci ne saurait limiter l'applica- tion du système selon la présente invention à ce type particulier d'amortisseur. On notera également que, dans les figures, les mêmes chiffres de référence désignent des pièces identiques ou équivalentes dans les différentes versions de systèmes représentées. La figure 1 représente un mode de réalisation à contact po- tentiométrique. Un film de résistance 2 auquel est appliquée une tension V est déposé sur la paroi intérieure d'un cylindre de travail 1. Un pa- tin récepteur 3 fixé soit à la tige de piston 4 ou au piston 5 se dé- place le long du film de résistance 2 et recueille un signal de ten- sion V' qui varie en fonction de la position axiale du piston 5 A l'intérieur du cylindre 1, de sorte qu'une lecture directe de sa hau- teur par rapport au sol peut être visualisée sur un cadran convena- blement étalonné implanté, par exemple, sur le tableau de bord du vé- hicule. Le bottier extérieur de l'amortisseur est désigné par le chiffre de référence 1'. La figure 2 représente un mode de réalisation de la version à détecteur fonctionnant selon le principe bien connu de l'effet Hall et comportant un aimant permanent. Un aimant en forme de bague 6 est fixé à la tige de piston 4 tandis qu'un détecteur à effet Hall 6' est monté sur la face exté- rieure du cylindre 1 qui, dans ci cas, est réalisé en matériau ama- gnétique. Le détecteur fournit un signal de tension modulé en fonc- tion de sa distance par rapport à l'aimant. Il est également possible d'utiliser plus d'un aimant et/ou plus d'un détecteur et d'inverser leurs positions réciproques. La figure 3 représente la version avec détecteur à courants de Foucault. Une bobine cylindrique 10, constituée d'un enroulement primaire et d'un enroulement secondaire noyés dans un matériau iso- lant et alimentés par un générateur de tension/fréquences, est fixée dans le cylindre 1. Lorsque le flux magnétique produit à l'intérieur de la bobine est intercepté par un matériau conducteur tel que, par exemple, le piston 5, il se produit une baisse d'intensité du signal haute fréquence traversant la bobine sous l'effet des courants in- duits. Si l'on considère cet agencement comme un transformateur, il est possible, en introduisant une impédance équivalente, de reporter sur l'enroulement primaire les effets dus à l'énergie dissipée par l'enroulement secondaire. En fonctionnant sur des courses limitées et avec un étalon- nage approprié, on peut obtenir une correspondance linéaire entre la tension de sortie et la position du piston à l'intérieur de la bobine 10. Ce système qui permet de déterminer la position relative du piston/tige de piston par rapport au fond de l'amortisseur 11 au mo- yen de courants de Foucault est également applicable (lorsque les problèmes de dimensionnement le permettent) même si les bobines sont disposées d'une manière différente, si les enroulements primaire et secondaire sont séparés et disposés d'une manière différente, notam- ment si des bobines de champs sont fixées au cylindre et si des bobi- nes induites sont fixées à la tige de piston. La figure 4 représente la version avec détecteur de distance 2S732Oo a ultrasons. Sur la tige de piston 4 et sous le piston 5 est monté un é- metteur d'ultrasons à quartz 8 qui envoie un signal de référence vers une plaque de réflexion acoustique 9 fixée au fond de l'amortisseur. Le signal réfléchi parvient à la plaque à quartz 8 qui fait égale- ment office de détecteur et qui transmet ce signal à un dispositif électronique qui identifie, démodule et convertit le signal réfléchi en une tension proportionnelle à la distance parcourue par l'onde ul- trasonore pour atteindre la plaque de réflexion 9. Ce système qui permet de déterminer la position du piston par rapport au fond de l'amortisseur 11 au moyen d'ondes ultrasonores est également applica- ble (lorsque les problèmes de dimensionnement le permettent) même si des transducteurs d'un type différent, tels que bobines, etc., sont utilisés. Il ressort donc clairement de ce qui précède que le système conforme à la présente invention résout de manière simple le problème de la fixation des capteurs à l'intérieur de l'amortisseur et qu'il offre un grand choix de solutions et un certain nombre d'avantages par rapport à la technique connue, comme on le verra ci-après. Comme le montrent les modes de réalisation représentés aux figures 5 à 7, il n'est pas nécessaire, dans les solutions à détec- teur à effet Hall, que le détecteur comporte un aimant permanent qui peut être remplacé par tout matériau magnétique convenable. La figure 5 représente ainsi une première variante d'une so- lution à détecteur à effet Hall. Deux détecteurs à effet Hall 7, qui peuvent fournir un si- gnal de tension lorsqu'ils sont en vis-à-vis du piston 5 ou de toute autre bague 13 en matériau magnétique, sont fixés sur la paroi exté- rieure du cylindre 1 qui est dans ce cas réalisé en matériau amagné- tique, tel que par exemple de l'aluminium, de l'acier inoxydable, etc. Lorsque le piston, ou la bague 13, passe devant les détecteurs 7, des signaux reflétant la position du piston 5 sont émis. La figure 6 représente une seconde variante d'une solution à détecteur à effet Hall. Deux supports de détecteurs 7', en forme de bougie d'alluma- ge, recevant chacun un détecteur à effet Hall 7, sont fixés sur le bottier 1' de l'amortisseur. La surface de détection de chaque détec- teur est en vis-à-vis du cylindre 1 en-matériau amagnétique. Le fonc- tionnement de cette variante est identique à celui décrit en référen- ce à la figure 5. Dans ce dernier cas on remarquera qu'il suffit de percer deux trous dans le bottier extérieur 1' de l'amortisseur pour monter les détecteurs, en les y vissant depuis l'extérieur, ce qui constitue une grande facilité pour l'utilisation d'un tel système. La figure 7 représente une troisième variante de la solution à effet Hall. Les détecteurs peuvent indifféremment être montés à l'intérieur du bottier 1' de l'amortisseur (comme à la figure 5), ou bien vissés dans le boîtier 1' (comme à la figure 6). Les deux détec- teurs 7 détectent la présence éventuelle du piston 5 (ou de la tige de piston 4) en vis-à-vis d'eux et pas uniquement le passage du pis- ton 5, ou de la bague 13, comme c'est le cas pour les autres varian- tes représentées. Les signaux de tension délivrés par les détecteurs 7 permet- tent de déterminer la position du piston 5. Une autre modification, représentée à la figure 7, consiste à fixer une cage percée 12 sur la tige du piston 4, réalisée en matériau magnétique. La cage percée 12 permet le passage de l'huile pendant le fonctionnement de l'amortis- seur et constitue la masse magnétique capable d'être détectée par les détecteurs 7. Une telle solution peut être utilisée, notamment lors- que la tige de piston est trop éloignée des détecteurs 7. Dans tous les cas des figures 1 à 4, le signal de sortie continu provenant du capteur varie entre les deux valeurs correspon- dant aux deux positions extrêmes des roues par rapport à la carrosse- rie. Ceci est utile, par exemple lorsqu'on souhaite fixer la hauteur au-dessus du sol désirée d'un véhicule équipé d'un système pneumati- que ou hydraulique de mise à niveau sans agir sur un élément mécani- que. En d'autres termes, il est possible de fixer le niveau désiré en se servant uniquement du dispositif de commande électronique. La conception proposée à l'intérieur de l'amortisseur permet d'implanter le capteur dans une zone protégée des chocs accidentels et à l'abri des rigueurs climatiques. Cependant, son principal avantage réside en ce qu'aucun mo- yen supplémentaire ne doit être mis en oeuvre sur le véhicule, en ce qu'aucune zone de fixation n'est à prévoir et en ce qu'aucun temps de montage et de réglage ne doit être pris en compte. On notera également que de nombreux changements, modifica- tions, ajouts et/ou remplacements de composants du système conforme à l'invention peuvent être entrepris sans pour autant s'écarter de l'esprit ni de la portée de la présente invention et sans sortir du domaine de protection défini par les revendications. 2573 00 REVENDICATIONS 1. Système permettant de mesurer la hauteur par rapport au sol d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins un cap- teur qui est pré-assemblé et intégré dans un amortisseur, ledit cap- teur pouvant déterminer la distance existant entre le piston de l'a- mortisseur (5) et un point fixe de l'amortisseur relié aux roues et, par conséquent, la hauteur du véhicule par rapport au sol. 2. Système conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est de type potentiométrique à contact et se compose d'un film de résistance (2) déposé sur la paroi du cylindre de travail (1) de l'amortisseur et d'un patin collecteur (3), fixé sur le piston ou sur la tige du piston qui se déplace le long du film de résistance et re- cueille un signal de tension qui varie en fonction de la position axiale du piston (5) à l'intérieur du cylindre. 3. Système conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un détecteur à effet Hall dans lequel au moins un ai- mant en forme de bague (6) est fixé à la tige de piston (4) et un dé- tecteur monté sur la face extérieure du cylindre amagnétique (1) qui fournit un signal de tension modulé en fonction de la distance exis- tant entre l'aimant et le détecteur, les positions réciproques des composants pouvant être inversées en montant l'aimant sur le cylindre et le détecteur sur la tige de piston. 4. Système conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un détecteur à courants de Foucault dans lequel au moins une bobine (10) alimentée par un générateur de tension/fréquen- ces est montée dans le cylindre d'amortisseur (1) de sorte que, lors- que le flux magnétique produit à l'intérieur de la bobine (10) est intercepté par un matériau conducteur tel que la tige de piston (4), il se produit,sous l'effet des courants induits,une baisse de l'in- tensité du signal haute fréquence traversant la bobine, ce qui permet d'établir une correspondance linéaire entre le signal de sortie et la position de la tige de piston à l'intérieur de la bobine. 5. Système conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que la bobine se compose d'un enroulement primaire et d'un enroule- ment secondaire tous deux noyés dans un matériau isolant et qui for- ment une coquille fixée au cylindre de l'amortisseur. 6. Système conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que la ou les bobines comprennent des enroulements primaires qui sont séparés des enroulements secondaires, et en ce que les bobines de champ sont fixées au cylindre et les bobines induites sont fixées à la tige de piston, ou inversement. 7. Système conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un détecteur de distance à ultrasons (8), dans lequel, sur la tige de piston et sous le piston, est monté un émetteur d'on- des ultrasonores qui envoie un signal de référence vers une plaque de réflexion acoustique fixée au fond de l'amortisseur, le signal réflé- chi étant capté par l'émetteur et transmis par celui-ci à un disposi- tif électronique qui le convertit en une tension proportionnelle à la distance parcourue par l'onde ultrasonore. 8. Système conforme à la revendication 7, caractérisé en ce qu'il fait appel à des transducteurs de divers types, tels que des bobines ou des éléments équivalents. 9. Système conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens permettant de prérégler une hauteur désirée du véhicule en agissant exclusive- ment sur le dispositif de commande électronique du système. 10. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite bague fixée à la tige de piston est réalisée en matériau mané- tique, et en ce que des détecteurs à effet Hall délivrent un signal de tension lorsque ladite bague, ou la tige de piston, passe devant eux. 11. Système selon la revendication 3 caractérisé en ce que des détecteurs-à effet Hall sont logés dans des supports, en forme de bougie d'allumage, fixés au bottier de l'amortisseur par exemple en les vissant, depuis l'intérieur, dans des trous percés dans le bot- tier. 12. Système selon l'une des revendications 10 ou 11 caracté- risé en ce que lesdits détecteurs détectent la présence du piston ou de la tige de piston en vis-à-vis d'eux. 13. Système selon l'une des revendications 10 ou 12 caracté- risé en ce qu'il comporte une cage percée, réalisée en matériau ma- gnétique et fixée à la tige de piston, qui permet le passage de l'huile pour le fonctionnement de l'amortisseur, et qui constitue la masse magnétique susceptible d'être détectée par les détecteurs.