Brevet FR2575549A1 — publié le 19860704

La présente invention concerne la mesure des angles de braquage de chacune des roues directrices d'un véhicule automobile à partir d'une position de référence, et notam- ment à partir de leur position en configuration de marche en ligne droite ou configuration de braquage nul. La détermination des angles de braquage des roues directrices d'un véhicule est nécessaire, comme on le sait, pour contrôler et régler l'épure de direction sui- vant les spécifications du constructeur. La détermination de ces angles, ou tout au moins de l'amplitude de leur variation entre deux'configurations de braquage sensiblement symétriques, intervient d'autre part dans la procédure classique de mesure et de calcul des angles de chasse et de pivot, en phase de contrôle comme en phase de réglage. Actuellement, la détermination des angles de bra- quage des roues directrices est généralement faite sur des plateaux tournants qui comportent, soit une échelle graduée permettant la lecture de leurs angles de rota- tion, soit des capteurs électriques mesureurs d'angles, tel que décrit par exemple dans le FR-A-2 484 632. Cette façon d'opérer présente plusieurs inconvé- nients: le premier inconvénient est que la mise en place des roues à contrôler sur les plateaux est une opération relativement longue et délicate; il faut d'abord placer ces plateaux, dûment bloqués, en face des roues, ensuite faire avancer le véhicule avec précaution pour placer et centrer les roues sur ces plateaux, et il faut enfin les débloquer pour qu'ils puissent tourner librement avec les roues; - le deuxième inconvénient est que la rotation des pla- teaux ne suit pas toujours fidèlement celle des roues, à cause notamment des déformations des pneumatiques induites par les modifications de carrossage provoquées précisément par les-braquages qu'il s'agit de mesurer; - enfin, le troisième inconvénient est que l'opérateur ne possède aucun repère pour régler la direction en confi- guration de marche en ligne droite, c'est-à-dire de bra- quage nul, ce qui fait qu'il ne peut régler le zéro des plateaux que de façon très approximative. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients, c'est-àdire de supprimer ces opérations longues, délicates et incertaines, et de permettre une mesure immédiate et précise des variations de braquage d'une roue entre diverses positions, et notamment la me- sure de tous braquages à partir de la configuration de marche en ligne droite. Cette invention a en effet pour objet un procédé de mesure de l'angle de braquage de l'une ou l'autre des roues avant d'un véhicule automobile à partir d'une posi- tion de référence, qui consiste à monter un premier dispo- sitif électrique mesureur d'angle sur cette roue et à fi- xer, sensiblement à la même hauteur, un second dispositif électrique mesureur d'angle sur un support immobile par rapport au véhicule, à relier ces dispositifs mesureurs par un fil tendu, sensiblement horizontal, qui définit, avec des lignes de référence des dispositifs mesureurs, les angles mesurés par les dispositifs, à déterminer la somme des deux angles mesurés dans une première orienta- tion de la roue, choisie comme position de référence, puis dans une deuxième orientation correspondant à sa position de contrôle, à déterminer la variation de cette somme entre les deux positions, et à en déduire l'angle de braquage qui est égal et de signe contraire à cette variatidn, étant admis que le braquage est positif dans le sens du pincement. On obtient ainsi très rapidement, sans manoeuvre complexe ni installation particulière, une mesure précise des amplitudes de variation des angles de braquage entre toutes les orientations désirées de l'une ou l'autre des roues avant. Bien entendu, la position de référence peut être choisie en fonction du type de contrôle à effectuer et peut notamment être constituée par la position de braquage nul ou configuration de marche en ligne droite. Selon un mode de mise en oeuvre préféré de l'inven- tion, on détermine alors préalablement cette configuration de marche en ligne droite en montant sur les deux roues avant des dispositifs mesureurs d'angle, de constructions symé- triques, en fixant également à la même hauteur deux dispo- sitifs mesureurs d'angle de constructions symétriques sur les roues arrière, en reliant les deux dispositifs mesu- reurs d'angle situés d'un même côté par un fil tendu sen- siblement horizontal, qui délimite-avec un axe de réfé- rence de chaque dispositif mesureur d'angle l'angle mesuré par celui-ci, en comparant les sommes des deux angles me- surés de chaque côté du véhicule et en déplaçant les roues jusqu'au moment o les deux sommes sont égales, ce qui correspond au braquage nul. Les variations de l'angle de braquage à partir de cette position donnent les valeurs de l'angle de braquage par rapport à l'axe de marche. On peut donc obtenir faci- lement la valeur de l'angle de braquage pour toute posi- tion du volant, sans craindre d'imprécisions dues au man- que de repère ou à l'influence des pneumatiques. L'invention s'étend également à un dispositif de con- trôle de train roulant permettant la mise en oeuvre du pro- cédé ci-dessus. Ce dispositif comporte deux dispositifs électriques mesureurs d'angle, qui sont reliés entre eux par un organe tendu délimitant, avec leursaxesde référence, les angles qu'ils mesurent et qui sont montés sensiblement dans le même plan horizontal, l'un de ces dispositifs étant relié rigidement à la roue à contrôler, tandis que l'autre est relié rigidement à un support immobile par rapport au véhi- cule, des moyens de mesure de la somme des angles mesurés par les deux dispositifs mesureurs d'angle, pour chaque orientation de la roue, et des moyens de détermination de la variation de cette somme qui correspond à la variation de l'angle de braquage. Selon une variante de réalisation, le dispositif com- porte- deux paires de dispositifs mesureurs d'angle reliés par un organe tendu, une pour chaque côté du véhicule. La description ci-dessous de modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés aux dessins annexés, fera d'ailleurs ressortir les avan- tages et caractéristiques de l'invention. Sur ces dessins: - la fig. 1 est une vue schématique de dessus d'un véhicule automobile muni d'un dispositif de mesure de l'angle de braquage de sa roue avant droite; - la fig. 2 est une vue en perspective, à plus grande échelle, avec arrachement partiel, du dispositif de mesure de la figure 1; - la fig. 3 est une vue schématique, en plan, d'un véhicule automobile équipé de chaque côté d'un dispositif de mesure suivant l'invention; - - la fig. 4 est une vue schématique, en plan, d'un véhicule automobile équipé de deux dispositifs de mesure destinés à son réglage en configuration de marche en ligne droite. Comme le montre la figure 1, pour mesurer les varia- tions de l'angle de braquage F de la roue avant droite 1 d'un véhicule automobile 2, on fixe sur cette roue un dis- positif électrique mesureur d'angle 4, qui peut être de tout type approprié, par exemple potentiométrique, élec- tromagnétique, électrostatique, ou autre. Ce dispositif ou capteur 4 est relié par un fil tendu 5 à un second dispo- sitif électrique mesureur d'angle 6, qui est fixé à un point du véhicule, par exemple, comme représenté sur la figure 1, à un point 8 de la caisse de ce dernier. Les capteurs 4 et 6 sont montés sensiblement à la même hauteur de sorte que le fil 5 est pratiquement horizontal. Ce fil définit ainsi avec un axe de référence 9, 10 de chacun des capteurs 4 et 6, un angle respectivement a et y, qui est mesuré par le capteur correspondant. Le capteur 4 est monté sur la roue de manière à per- mettre à celle-ci de tourner indépendamment de lui, mais à suivre tous ses changements d'orientation. En conséquence, lors de modifications de l'angle de braquage de la roue à contrôler, l'axe de référence 9 de ce capteur 4 reste so- lidaire de la roue, de la même manière que l'axe de réfé- rence RB de cette roue qui définit,avec l'axe de marche X X' du véhicule, l'angle de braquage. Le capteur 6 est, lui, monté sur un support immobile par rapport au véhicule, de sorte que son axe de référence est également immobile par rapport à l'axe de marche X X'. On peut donc écrire que, lors d'un changement d'orien- tation de la roue à contrôler, la variation de l'angle 6 entre les axes de référence 9 et 10 des deux capteurs est égale, en valeur absolue, à la variation de l'angle de braquage S. Elle est toutefois de signe contraire si l'on adopte la convention selon laquelle les braquages sont né- gatifs dans le sens de l'ouverture. Entre une première et une deuxième orientation de la roue, on peut écrire: 2 1 1 - 62 Or dans le triangle ACD, formé par le fil tendu 5 (AC) et les prolongements des axes 9 et 10 jusqu'à leur 2S75549 point de croisement D: 6 = a + y - 180 Donc C2 - 1 = (g1 + Y1) - ( a2 + 2) La mesure de la variation de la somme des angles a et y,entre deux orientations de la roue à contrôler, per- met donc de connaître la variation de l'angle de braquage S, qui lui est égale et de signe contraire. Dans l'exemple de réalisation représenté schémati- quement sur la figure 2, cette mesure est effectuée au moyen de deux capteurs capacitifs de type différentiel, qui sont montés chacun à l'intérieur d'un boîtier, res- pectivement 12 et 14. Chacun de ces capteurs comporte deux plaques isolantes 16 comportant, sur leurs faces en regard, deux groupes circulaires respectifs d'armatures, les arma- tures alternées des deux groupes étant reliées à un con- ducteur commun. Entre ces plaques est monté un élément étoilé 18 constituant des armatures qui coopèrent respec- tivement avec des paires adjacentes d'armatures des pla- ques pour constituer des condensateurs. Les plaques 16 et l'élément étoilé 18 sont montés sur un axe commun. En ou- tre, l'un des éléments, par exemple les plaques 16, est fixé au boîtier 12 tandis que l'autre, l'élément étoilé, est solidaire d'une tige plate 20 traversant une fente 21 du bottier et solidaire du fil élastique 5 de liaison au capteur 6 contenu dans le boîtier 14. Le boîtier 12 est solidaire d'un axe 22 de montage sur une prise de jante 24 rontée sur la roue 1 à contrôler. Cet axe 22 est solidaire angulairement de la prise de jante mais libre en rotation par rapport à celle-ci. Ainsi tout déplacement angulaire de la roue 1 est transmis au boîtier 12 et fait tourner les plaques 16 par rapport à l'élément étoilé 18, ce qui modifie la capacité du cap- teur. Cette capacité est transmise par un circuit élec- trique approprié (non représenté) à un calculateur élec- tronique 26 qui affiche l'angle correspondant mesuré par le capteur. Le pivotement du boîtier 12 déplace également l'axe des plaques et, par suite, l'élément étoilé 18, qui en- traîne la tige 20 et modifie l'effort exercé sur le fil 5. Celui-ci présente une élasticité suffisante pour rester toujours tendu et maintenir alignées les tiges 20 des deux capteurs. Le capteur 6 est lui aussi relié au calculateur 26 qui affiche l'angle qu'il mesure ainsi que la somme des an- gles mesurés par les deux capteurs, ce qui permet de connaître la variation de cette somme entre deux orientations de la roue 1 et, par suite, la variation de l'angle de braquage. Le bottier 14 est, dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, fixé directement sur la caisse du véhi- cule mais il pourrait également être monté au moyen d'une prise de jante sur la roue arrière située du même côté que la roue à contrôler. La figure 3 montre un exemple de cette réalisation. Comme dans le cas de la figure 1, l'axe de référence 10 du capteur 6 est monté sur un support im- mobile par rapport au véhicule, la roue arrière 32 restant immobile. La mesure des variations de l'angle de braquage s'effectue donc exactement de la même manière que précé- demment. Dans certains cas il peut d'ailleurs être avanta- geux d'utiliser, pour le contrôle d'un train rou- lantun dispositif de mesure comportant, comme représenté sur la figure 3, deux paires de capteurs 4, 6 et 34, 36 reliés par un fil tendu 5, 35, qui sont montées chacune d'un côté du véhicule et sont reliées toutes les deux au calculateur électronique 26 qui indique les sommes des angles mesurés de chaque côté. Un tel dispositif à quatre capteurs permet en outre de déterminer la configuration de marche en ligne droite du véhicule, c'est-à-dire la configuration de braquage nul. Dans ce but, comme le montre la figure 4, on utilise un dispositif de mesure comportant deux capteurs d'angle 43, 44 montés sur les roues avant, et deux capteurs d'an- gle 46, 47 fixes sur les roues arrière, les capteurs si- tués d'un même côté étant reliés par un fil élastique tendu 45. Dans ce cas, les capteurs avant 43 et 44 sont de construction symétrique, c'est-à-dire ont des axes de référence 49 de même longueur qui font le même angle avec l'axe de référence de la roue correspondante. De même, les capteurs arrière 46, 47 sont de construction symétrique. Etant donné que dans la configuration de marche en ligne droite le plan bissecteur des axes de roues avant Y Y' est parallèle au plan bissecteur des axes de roues arrière X X', la somme des angles a, y ou a',y' mesurés par les deux capteurs de chaque côté du véhicule est la même, et l'on peut écrire: a + y = a' + y' Un simple déplacement des roues avant 1, 31 jusqu'à ce qu'on-obtienne cette égalité permet de déterminer avec précision et sécurité la position de braquage nul. Cette position peut ensuite servir de position de référence pour la mesure de l'angle de braquage dans di- verses orientations de l'une ou l'autre des roues avant 1, 31. Bien entendu, les mesures d'angle de braquage sont, chaque fois que cela est nécessaire, corrigées, des er- reurs pouvant provenir des voiles de roue et/ou des obli- quités des capteurs,suivant une procédure connue telle que celle consistant à effectuer deux mesures successives après rotation de la roue de 180 autour de son axe propre. La position de référence de la mesure des variations d'angle de braquage peut être toute position appropriée, bien que la configuration de marche en ligne droite soit la position préférée. Dans tous les cas, la mesure peut être effectuée de manière aimple et rapide, avec une grande précision, grâce à un dispositif sUr et aisé a mettre en place. Le disposi- tif et le procédé de l'invention permettent en outre, non seulement de mesurer toutes variations de l'angle de bra- quage entre deux positions, mais encore de déterminer la valeur de cet angle à partir de la position de braquage nul. - REVENDICATIOQNS - 1 - Procédé de mesure de l'angle de braquage d'une roue avant de véhicule automobile par rapport à une posi- tion de référence, caractérisé en ce qu'il consiste à mon- ter un premier dispositif électrique mesureur d'angle sur cette roue et à fixer, sensiblement à la même hauteur, un second dispositif électrique mesureur d'angle sur un sup- port immobile par rapport au véhicule, à relier ces dispo- sitifs mesureurs par un fil tendu, sensiblement horizontal, qui définit avec des lignes de référence des dispositifs mesureurs les angles (a et y) mesurés par les dispositifs, à déterminer la somme des deux angles (a et y) mesurés dans une première orientation de la roue choisie comme po- sition de référence, puis dans une deuxième orientation correspondant à la position de contrôle, à déterminer la variation de cette somme (c + y) entre les deux positions, et à en déduire l'angle de braquage qui est égal et de signe contraire à cette variation, étant admis que le bra- quage est positif dans le sens du pincement. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la position de référence est la position dans la configuration de marche en ligne droite, de sorte que l'angle de braquage est déterminé par rapport à l'axe de marche. 3 - Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'on détermine préalablement la configuration de marche en ligne droite en montant, sur les deux roues avant, des dispositifs mesureurs d'angle de constructions symétriques, en fixant également à la même hauteur deux dispositifs mesureurs d'angle de constructions symétriques sur les roues arrière, en reliant les deux dispositifs mesureurs d'angle, situés d'un même côté, par un fil tendu sensiblement horizontal, qui délimite avec un axe de ré- férence de chaque dispositif mesureur d'angle, l'angle mesuré par celui-ci, en comparant les sommes des deux an- gles mesurés de chaque coté du véhicule et en déplaçant les roues jusqu'au moment ou ces deux sommes sont égales, ce qui correspond au braquage nul. 4 - Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérise en ce que le support immobile par rapport au véhicule est une partie de la caisse. - Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le support immobile est la roue arriè- re située du même côté du véhicule. 6 - Procédé suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les mesures d'angle sont corrigées des erreurs pouvant provenir d'un voile de roues et/ou d'une obliquité des dispositifs mesureurs d'angle. 7 - Dispositif de contrôle de train roulant- compor- tant des dispositifs électriques mesureurs d'angle, carac- térisé ei ce qu'il comporte deux dispositifs électriques mesureurs d'angle (4, 6 - 34, 36), qui sont reliés entre eux par un organe tendu (5) délimitant, avec leursaxesde référence,lesanglesqu'ils mesurent et qui sont montés sen- siblement dans le même plan horizontal, l'un de ces dispo- sitifs (4, 34) étant relié rigidement à la roue à contrô- ler, tandis que l'autre (6, 36) est relié rigidement à un support immobile par rapport au véhicule, des moyens de mesure de la somme des angles mesurés par les deux dispo- sitifs mesureurs d'angle, pour chaque orientation de la roue, et des moyens de détermination de la variation de cette somme qui correspond à la variation de l'angle de braquage. 8 - Dispositif suivant la revendication 7, caracté- risé en ce qu'il comporte deux paires de dispositifs élec- triques mesureurs d'angle (4, 6 - 34, 36) reliés par un fil élastique tendu, qui sont montées chacune d'un côté du véhicule et sont connectées au moyen (26) de détermination de la somme des angles mesurés d'un même côté et de l'an- gle de braquage à partir de la variation de cette somme. 9 - Dispositif suivant la revendication 8, caracté- risé en ce qu'il comporte deux dispositifs mesureurs d'an- gle (43, 44) montés de manière symétrique sur les deux roues avant (1, 31) et deux dispositifs mesureurs d'angle (46, 47) fixes de manière symétrique sur les deux roues arrière, de sorte qu'en position de braquage nul les som- mes (a + y) des angles mesurés de chaque côté sont égales.