Brevet FR2799542A1 — publié le 20010413

DISPOSITIF DE MESURE POUR LE CONTRÔLE DE GEOMETRIE DE VEHICULES A ROUES . L'invention est relative à un dispositif de mesure pour le contrôle de géométrie de véhicules à roues. Il est connu de fixer des boîtiers de mesure sur les roues d'un véhicule dont on souhaite contrôler la géométrie. Généralement, on équipe chaque roue d'un boîtier de mesure apte à mesurer des angles caractéristiques de position de roue tels orientation relative d'une roue par rapport à une autre roue, parallélisme, chasse, carrossage, pivot. A effet, chaque boîtier de mesure peut comporter un moyen de mesure d'angles dans le plan horizontal, ce moyen de mesure étant habituellement appelé "camera" les hommes du métier par analogie avec une chambre noire photographique. Le document FR 2.737.561 décrit un dispositif de mesure et de controle géométrique de véhicules à roues, du type comportant des moyens de détermination de paramètres physiques utilisables pour le calcul des angles et distances caractéristiques de véhicules à contrôler. Chaque moyen de détermination paramètres physiques comporte en combinaison ; au moins une source d'émission d'au moins un rayonnement lumineux sensiblement horizontal, au moins un moyen de formation d'image de ladite source sur un capteur linéaire optique, et au moins capteur linéaire optique, de préférence du genre CCD (capteur à couplage de charges), apte à recevoir au moins deux rayonnements lumineux sensiblement horizontaux en provenance d'au moins deux sources extérieures distinctes. Ce dispositif connu du document FR 2.737.561 donne généralement satisfaction, et satisfait notamment les contraintes de mesures demandées par les constructeurs automobiles. Cependant, il est apparu un besoin d'accroître la précision de mesure en éliminant toute erreur de parallaxe ou d'écart dû à des erreurs systématiques de construction mécanique. L'invention a pour but de perfectionner l'état de la technique connu, en fournissant un nouveau dispositif de précision améliorée, de fabrication simple et économique, de mise en oeuvre simple et rapide. L'invention a pour objet un dispositif de mesure pour le contrôle de géométrie de véhicules à roues, comportant au moins une source d'émission de rayonnement lumineux et un capteur optique, par exemple du genre CCD (capteur à couplage de charges), apte à recevoir au moins deux rayonnements lumineux sensiblement horizontaux en provenance d'au moins deux sources distinctes extérieures au dispositif, caractérisé en ce que le dispositif comporte un moyen faire coïncider des axes optiques apparents de la source d'émission et du capteur optique. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - un moyen pour faire coïncider lesdits axes optiques apparents comporte une lame séparatrice partiellement transparente, un moyen pour faire coïncider lesdits axes optiques est agencé pour partager le rayonnement lumineux émis par la source d'émission deux faisceaux orthogonaux, un moyen pour faire coïncider lesdits axes optiques est agencé pour transmettre des rayonnements lumineux, en provenance de deux sources distinctes extérieures au dispositif, au capteur optique, les rayonnements lumineux en provenance de deux sources distinctes extérieures au dispositif sont focalisés sur le capteur optique un moyen de formation d'image, un moyen de formation d'image sur le capteur optique comporte une lentille de focalisation associée à un diaphragme, - deux cornets d'admission de rayonnement lumineux présentent chacun une conformation s'élargissant extérieurement, par exemple une conformation tronconique ou en tronc de pyramide, centrée sur un axe optique correspondant, - la conformation de chaque cornet s'élargit extérieurement selon un angle prédéterminé pour empêcher la pénétration de rayonnements lumineux parasites, - deux fenêtres d'admission lumineuse, sont orientées selon un angle avec leur axe optique correspondant, pour empêcher les réflexions internes parasites du rayonnement lumineux émis par la source d'émission, - un corps est agencé pour recevoir les fenêtres d'admission qui sont maintenues en place en réponse à la fixation des cornets d'admission au corps. L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui va suivre donnée à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement une vue en section par un plan horizontal médian d'un dispositif selon l'invention, - la figure 2 représente schématiquement une vue en perspective de dessus avec couvercle supérieur retiré d'un mode de réalisation de dispositif selon l'invention, - la figure 3 représente schématiquement une vue en perspective latérale d'un dispositif selon l'invention, - la figure 4 représente schématiquement une vue en perspective éclatée dispositif selon l'invention. En référence aux figures 1 à 4, les chiffres de référence identiques désignent des éléments identiques ou fonctionnellement équivalents. Un dispositif selon l'invention comporte un corps 1 constitué de préférence sous forme d'un ensemble monobloc, agencé pour contenir une lame séparatrice partiellement transparente et partiellement réfléchissante. La lame séparatrice 2 semi-transparente et semi-réfléchissante est agencee pour partager l'émission lumineuse issue d'au moins une source lumineuse 3 en deux faisceaux orthogonaux d'axes optiques respectifs 4 et 5. La lame séparatrice 2 est également agencée pour recevoir et transmettre faisceaux lumineux provenant de sources externes non représentées, soit au voisinage de l'axe optique 4, soit au voisinage de l'axe optique 5, jusqu'à un capteur optique linéaire 6 situé en face arrière d'une chambre noire 7 dont la face avant est constituee par une lentille 8 et un diaphragme 9. Ainsi, lorsque la source d'émission lumineuse 3 émet vers l'extérieur du bloc 1 un faisceau lumineux le long de l'axe optique 5, une fraction de l'émission lumineuse est réfléchie dans une direction orthogonale à l'axe optique 5, c'est-à-dire le long de l'axe optique 4 ; tandis que l'autre fraction de l'émission lumineuse est transmise directement le long de l'axe optique 5. Inversement, lorsqu'une source extérieure située au voisinage de l'axe optique 4 émet en direction du bloc 1, le faisceau lumineux émis au voisinage de l'axe optique 4 traverse la lame séparatrice 2 et est transmis à travers la lentille 8 et le diaphragme 9 jusqu'au capteur optique linéaire 6. Lorsqu'une source extérieure émet au voisinage de l'axe optique le faisceau lumineux arrive le long de l'axe optique 5 et se réfléchit sur la lame séparatrice 2 pour atteindre le capteur optique linéaire 6 en passant à travers la lentille convergente 8 et le diaphragme 9. Cette disposition a pour effet que les axes optiques apparents ou de l'extérieur de la source 3 et du centre du capteur optique linéaire 6 apparaissent comme confondus. L'erreur de parallaxe due à un désaxage éventuel d'un capteur optique d'une source d'émission située sur le même dispositif est ainsi pratiquement éliminée grâce à l'invention, en limitant les erreurs produites par les inclinaisons relatives des caméras. En outre, l'avantage procuré par la disposition du document FR 2.737.651 est entièrement conservé, étant donné qu'il suffit d'un seul capteur optique linéaire 6 pour mesurer des faisceaux arrivant dans deux directions distinctes transversales l'une à l'autre. Pour éviter des erreurs dues à des entrées d'émissions lumineuses parasites, prévoit que le bloc 1 présente une partie tronconique ou en tronc de pyramide sensiblement symétrique par rapport à l'axe optique 4 ou par rapport à l'axe optique dans l'exemple représenté, le corps 1 présente ainsi un cornet 10 d'admission lumineuse centré sur l'axe optique 4, ainsi qu'un cornet 11 d'admission lumineuse centré sur l'axe optique 5. Les parois de chaque cornet 10 ou 11 font entre elles un angle déterminé pour empêcher la pénétration de tout faisceau lumineux faisant un angle supérieur à 12 degrés d'angle avec l'axe optique 4 ou l'axe optique 5. Cette disposition est adaptée ' un choix de source d'émission lumineuse présentant un lobe d'émission d'angle caractéristique 12 degrés d'angle. De préférence, on utilise comme source d'émission lumineuse 3 une diode électroluminescente à rayonnement infrarouge de longueur d'onde prédéterminée. Compte tenu du fait que les optiques apparents de la source d'émission lumineuse 3 et du centre du capteur optique linéaire 6 apparaissent confondus en raison de la disposition de la lame séparatrice 2, il est avantageux de supprimer les réflexions parasites de la diode d'émission lumineuse 3 vers le capteur optique linéaire 6 du même dispositif. A cet effet, on prévoit que des cornets 10 et 11 contiennent respectivement des parois de fermeture 12 et 13 faisant un angle avec leurs axes optiques respectifs 4 et 5. Ces parois 12 et 13 sont transparentes aux faisceaux lumineux arrivant le long de l'axe optique 4 ou 5 et assurent simultanément l'étanchéité de l'intérieur du corps 1. Ces parois de fermeture 12 et 13 intègrent de préférence un filtrage optique et font un angle prédéterminé avec leur axe optique respectif 4 ou 5, de préférence un angle voisin de 75 degrés d'angle. Ainsi, lorsque la source d'émission lumineuse 3 émet vers l'extérieur du dispositif le long de l'axe optique 4 et le long de l'axe optique 5, les éventuelles réflexions parasites sur les surfaces 12 et 13 sont réfléchies sur un angle empêchant toute réflexion parasite vers le capteur optique linéaire 6. La lentille 8 est déterminée pour focaliser sur la surface active du capteur optique linéaire 6, tandis que le diaphragme 9 est déterminé pour minimiser les aberrations de la lentille 8 constituant moyen de formation d'image sur le capteur optique linéaire 6. Quatre dispositifs de mesure décrits en référence à la figure 1 peuvent être montés sur quatre roues d'un véhicule a contrôler. L'invention s'étend également au cas où deux dispositifs de mesure sont montés sur les roues avant du véhicule, tandis que deux rétroréflecteurs sont montés les roues arrière du véhicule : dans ces conditions, le fonctionnement du dispositif selon l'invention est particulièrement avantageux, car la lumière provenant de source lumineuse 3 d'un dispositif monté sur roue avant est réfléchi par une roue arrière dans même direction que la direction d'incidence du faisceau lumineux, correspondant ainsi également à l'axe optique du capteur optique linéaire 6. les figures 2 à 4, un mode préféré de réalisation de dispositif selon l'invention comporte des éléments identiques ou fonctionnellement équivalents aux éléments de la figure 1 et repérés par des chiffres de référence identiques aux chiffres de la figure 1. Dans cet exemple de réalisation, les cornets 10 et 1 présentent chacun un rebord 1 Oa, 11a encliquetables avec des griffes d'encliquetage 1 a du corps 1. Les cornets 10 et 11 sont conçus pour monter les fenêtres 12 et 13 contre des joints respectifs 12a et 13a, de façon à assurer simultanément l'étanchéité de l'intérieur du dispositif et l'appui en compression des fenêtres 12 et 13 sur les rebords 1 Ob et 11 b orientés obliquement des cornets 10 et 11 : cette disposition assure un positionnement angulaire invariable des fenêtres 12 et 13 par rapport aux axes optiques 4 et 5 du dispositif. Avantageusement, plusieurs diodes d'émission lumineuse 3 sont montées sur une plaquette 3a portant également des sous-ensembles 3b d'excitation et d'émission séquentielle lumineuse. Le montage de la plaquette 3a sur côté du corps 11 est déterminé pour que les diodes d'émission lumineuse 3 pénètrent de manière sensiblement étanche dans des logements 1 c du corps 1. De manière analogue, le capteur optique linéaire 6 monté solidaire d'une plaquette 6a portant également des composants 6b d'alimentation et de pilotage du capteur optique linéaire 6, et cette plaquette 6a est montée contre la face arrière du bloc optique 1 avec interposition d'un joint 6c élastomère d'étanchéité. Dans l'exemple représenté, le corps 1 présente forme sensiblement parallélépipédique dont une partie est constituée sous forme de chambre noire 7 obturée par un module remplaçable de mesure constitué la carte 6a portant le capteur à couplage de charges 6 ou un capteur optique linéaire équivalent, ainsi que les composants 6b appropriés ; tandis que l'autre partie corps 1 présente une conformation sensiblement cubique obturée par un module d'émission lumineuse composé par la carte 3a portant les diodes d'émission lumineuse 3 et les composants 3b d'alimentation et de pilotage des diodes d'émission lumineuse 3, ainsi que par les cornets 10 et 11 présentant des troncs de pyramide à sections obliques 10b et 11b aptes à maintenir en position les fenêtres 12 et 13 d'admission lumineuse. Un couvercle supérieur non représenté permettant le démontage ou le remplacement de la lame séparatrice 2 est prévu pour compléter l'étanchéité l'intérieur corps 1 du dispositif. moyens de fixation non représentés peuvent être des griffes d'encliquetage la, ou des vis 1 d de fixation d'un couvercle supérieur coopérant avec un organe de maintien 14 présentant des tiges taraudées 15 en vue de permettre démontage rapide de l'intérieur du corps 1. L'invention décrite en référence à un mode de réalisation particulier n'y nullement limitée, mais couvre au contraire toute modification de forme et toute variante de réalisation dans le cadre et l'esprit de l'invention : ainsi, au lieu présenter seulement deux axes optiques orthogonaux, un dispositif selon l'invention pourrait également comporter un troisième axe optique distinct situé entre les deux axes optiques orthogonaux, dans le cas de bras de mesure orientés vers l'intérieur, ainsi que prevu dans le document FR 2.737.56l . ce cas, de préférence, le dispositif comporte deux lames séparatrices et deux ensembles de source d'émission lumineuse. Avantageusement, les diodes d'émission lumineuse 3 sont pilotées selon un ordre sequentiel, de manière à identifier à l'aide du séquencement temporel l'origine de l'émission lumineuse venant frapper un capteur optique linéaire 6. Selon une autre variante, les diodes d'émission lumineuse 3 émettent des séquences lumineuses prédéterminées caractéristiques de leur localisation. REVENDICATIONS . Dispositif de mesure pour le contrôle de géométrie de véhicules à roues, comportant au moins une source (3) d'émission de rayonnement lumineux et un capteur optique (6), par exemple du genre CCD (capteur à couplage de charges), apte à recevoir au moins deux rayonnements lumineux sensiblement horizontaux en provenance d'au moins deux sources distinctes extérieures au dispositif, caractérisé en ce le dispositif comporte un moyen (2) pour faire coïncider des axes optiques (4, 5) apparents de la source (3) d'émission et du capteur optique 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce ledit moyen pour faire coïncider lesdits axes optiques (4, 5) apparents comporte une lame (2) séparatrice partiellement transparente. 3.Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen (2) pour faire coïncider lesdits axes optiques (4, 5) est agencé pour partager le rayonnement lumineux émis par la source d'émission (3) en deux faisceaux orthogonaux. 4. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen (2) pour faire coïncider lesdits axes optiques (4, 5) est agencé pour transmettre des rayonnements lumineux, en provenance de deux sources distinctes extérieures au dispositif, au capteur optique (6). Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce les rayonnements lumineux en provenance de deux sources distinctes extérieures au dispositif sont focalisés sur le capteur optique (6) par un moyen (8, 9) de formation d'image. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que moyen (8, 9) de formation d'image sur le capteur optique (6) comporte une lentille (8) de focalisation associée à un diaphragme (9). 7. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif comporte deux cornets (10, 11) d'admission de rayonnement lumineux présentant chacun une conformation s'élargissant extérieurement, par exemple une conformation tronconique ou en tronc de pyramide, centrée sur un axe optique correspondant (4 ou 5). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la conformation de chaque cornet (10 ou 11) s'élargit extérieurement selon un angle 'déterminé empêcher la pénétration de rayonnements lumineux parasites. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif comporte deux fenêtres (12, d'admission lumineuse, orientées selon un angle avec leur axe optique (4 ou 5) correspondant, pour empêcher les réflexions internes parasites du rayonnement lumineux émis par la source (3) d'émission. 10. Dispositif selon la revendication 7 et la revendication 9, caractérisé en ce le dispositif comporte un corps (1) agencé pour recevoir les fenêtres (12, 13) d'admission qui sont maintenues en place en réponse à la fixation des cornets (10, 11) d'admission au corps (1).