Brevet FR2885687A1 — publié le 20061117

La présente invention concerne le domaine technique des dispositifs conçus pour déterminer la hauteur du châssis d'un véhicule au sens général, dans le cadre des systèmes adaptés pour améliorer notamment le confort et/ou la sécurité des véhicules. Il apparaît de plus en plus le besoin d'adapter les paramètres de la suspension d'un véhicule suivant le comportement du conducteur et la réponse du véhicule. Il s'avère ainsi judicieux de régler la hauteur du châssis en fonction de la vitesse pour minimiser la consommation iu véhicule. De même, la suspension est ajustée pour optimiser la tenue de route et mieux maîtriser les mouvements du châssis. Par ailleurs, il s'avère nécessaire de régler l'assiette des phares du véhicule en fonction de l'assiette du véhicule dans le cas notamment d'utilisation de phares au xénon. Pour la mise en oeuvre de l'une et/ou l'autre de ces fonctions, il est nécessaire de connaître la hauteur du châssis. Dans l'état de la technique, il est connu un dispositif polir déterminer la hauteur du châssis d'un véhicule, mettant en oeuvre un capteur rotatif de type magnétique ou inductif. Le boîtier du capteur est fixé au châssis tandis que la prise du mouvement peut être réalisée sur la barre antiroulis via un système de biellettes rapportées. Un tel dispositif présente l'avantage que le capteur peut être adapté à de nombreux véhicules en utilisant: un système de biellettes et de platines adaptées à chaque type particulier de véhicule. Toutefois, un tel dispositif présente un inconvénient majeur lié à la mise en oeuvre d'un système rotatif le rendant très sensible à l'environnement et notamment au gel. Par ailleurs, un tel système présente une cinématique de mesure non linéaire compte tenu de la présence des biellettes. Enfin, les mesures effectuées sont entachées d'une erreur dans la mesure où la prise de mouvement du capteur est réalisée sur la barre anti-roulis qui se déforme lors du roulement du véhicule. Dans l'état de la technique, il est connu un autre dispositif pour déterminer la hauteur du châssis d'un véhicule, reposant sur la mise en oeuvre d'un capteur linéaire monté sur l'amortisseur d'L n système de suspension. L'inconvénient principal d'un tel dispositif est son coût dans la mesure où le changement de l'amortisseur impose également le remplacement du dispositif de détermination de la hauteur du châssis. L'objet de l'invention vise donc à remédier aux inconvénients des dispositifs antérieurs connus en proposant un dispositif pour déterminer la hauteur du châssis d'un véhicule, conçu pour présenter ur coût faible, un montage rapide, pratiquement universel tout en étant insensible aux conditions atmosphériques dans lequel le système est placé. Pour atteindre un tel objectif, le dispositif pour déterminer la hauteur du châssis d'un véhicule à l'aide d'au moins un capteur Je déplacement monté entre le châssis et un système de suspension du vésicule et adapté pour détecter le déplacement vertical relatif entre le châssis et le système de suspension. Selon l'invention, le dispositif comporte en tant que capteur de déplacement, un capteur magnétique ou électromagnétique de position linéaire sans contact comportant deux parties distinctes dort l'une est fixée sur le châssis tandis que l'autre est fixée sur le système de suspension. Selon une première variante de réalisation du cEipteur de type magnétique, l'une des parties du capteur comporte dans Ln boîtier, d'une part, un noyau magnétique magnétisé par au moins une bobine d'excitation alimentée en courant alternatif et d'autre part, au moins une bobine de détection couplée au noyau magnétique, l'autre partie du capteur magnétique comportant un aimant créant une entrefer virtuel dans le noyau magnétique et influençant, en fonction de sa position, le flux magnétique de fuite et, par suite, la tension délivrée par la bobine de détection. Selon une autre variante de réalisation du capteur selon une version électromagnétique, l'une des parties du capteur comporte dans un boîtier, au moins une bobine planaire d'excitation alimentée par un courant alternatif haute fréquence et au moins une bobine planaire secondaire de détection, tandis que l'autre partie du capteur comporte une cible métallique, la bobine d'excitation générant à l'intérieur de la cible métallique des courants de Foucault influençant en fonction de la position de la cible, la bobine planaire secondaire et par suite sa tension délivrée. Selon une autre variante de réalisation du capteur sElon une version magnétique, l'une des parties du capteur comporte un aimant tandis que l'autre partie comporte dans un boîtier, un circuit magnétique ouvert délimitant au moins un entrefer et comportant des moyens 'Je création d'un flux magnétique et au moins une cellule montée fixe dans le circuit magnétique et apte à mesurer la valeur du flux magnétique en relation du déplacement, diminué du flux magnétique de fuite dont l'intensité varie en fonction du déplacement relatif entre les parties du capteur. Avantageusement, le boîtier est fixé sur le châssis du véhicule tandis que l'aimant ou une cible métallique est monté de manière solidaire au système de suspension. Selon un exemple préféré d'application, l'aimant ou une cible métallique est monté sur le triangle de suspension faisant partie,Ju système de suspension. Selon une autre variante d'application de l'invention, l'aimant ou une cible métallique est monté sur la barre anti-roulis faisant partie du système de suspension. Un autre objet de l'invention est de proposer un châssis de véhicule comportant au moins un dispositif de détermination de la hauteur du châssis d'un véhicule, conforme à l'invention, à l'aide d'un capteur de déplacement magnétique ou électromagnétique de position linéaire sans contact, réalisé en deux parties distinctes dont l'une est fixée directement sur le châssis et l'autre directement sur le système de suspension du véhicule. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite cidessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La Figure 1 est une vue schématique en perspective illustrant un dispositif de détermination de la hauteur du châssis d'un véhicule conforme à l'invention. La Figure 2 est une vue schématique en élévaticn montrant un dispositif conforme à l'invention. La Figure 3 est une vue schématique d'un exemple de réalisation d'un capteur de déplacement mis en oeuvre dans le dispos tif conforme à l'invention. Tel que cela ressort plus précisément des Fig. 1 et 2, l'objet de l'invention concerne un dispositif 1 adapté pour déterminer la hauteur d'un châssis 2 d'un véhicule au sens général. Le dispositif 1 comporte au moins un capteur de déplacement 3 adapté pour détecter le déplacement vertical relatif entre le châssis 2 et un système de suspension 4. Par suspension, on entend l'ensemble des organes d'un véhicule qui assure IE liaison flexible entre les essieux et le châssis appelé aussi cadre. Conformément à l'invention, le capteur de déplacement 4 est un capteur magnétique ou électromagnétique de position linéaire sans contact comportant au moins deux parties distinctes 31 et 32 dont l'L ne est fixée sur le châssis 2 tandis que l'autre est fixé sur le système de suspension 4. Il doit être noté que le mouvement relatif considéré comme linéaire entre le châssis 2 et le système de suspension 4 est reporté sur les deux parties 31r 32 du capteur. Les deux parties 31, 32 du captes r sont montées sans contact en relation l'une de l'autre de sorte que le changement de position d'une partie du capteur relativement à l'autre patie du capteur influence la grandeur magnétique ou électromagnétique. La rnesure de cette variation permet de déterminer la position relative entre les Jeux parties du capteur. Il s'avère qu'un tel dispositif permet de déterminer la hauteur du châssis d'un véhicule tout en s'affranchissant des inconvérients liés à un capteur rotatif à contact comme la sensibilité au gel. Dans l'exemple illustré plus particulièrement à la Fig. 2, la partie 31 du capteur est fixée au châssis 2 tandis que la partie 32 est fixée à la suspension 4. Les deux parties 31, 32 du capteur de position linéaire fonctionnent sans contact l'une par rapport à l'autre et se trouvent montées solidaires directement soit du châssis 2 soit du système de su:; pension 4. Les deux parties 31, 32 du capteur sont ainsi fixées directement sur le châssis 2 et le système de suspension 4, sans l'interposition de système de transformation de mouvement ou de reprise de mouvement. Selon une variante préférée de réalisation du capteur 3 selon une version magnétique, illustrée plus particulièrement à la Fig. 3, l'une des parties par exemple 31 du capteur magnétique comporte dEns un boîtier 6, un noyau magnétique à haute perméabilité 7. De manière classique, le noyau magnétique 7 est réalisé avec un matériau magnétique doux et à faible champ de saturation. Un tel noyau magnétique 7 est magnétisé par au moins une et dans l'exemple illustré une bobine d'excitation 8 alimentée en courant alternatif par une source non représentée mais connue en soi. Cette partie 31 du capteur comporte également au moins une et dans l'exemple illustré deux bobines de détection 111, 112 couplées au noyau magnétique 7 et enroulées dans l'exemple illustré sur chacune des extréÉnités du noyau magnétique 7. L'autre partie 32 du capteur magnétique comporte un aimant 12 délimitant un entrefer virtuel 13 dans le noyau magnétique à l'endroit où est placé un tel aimant. Selon un exemple préféré de réalisation, le boîtier 6 est fixé sur le châssis 2 du véhicule tandis que l'aimant 12 est monté de manière solidaire au système de suspension 4. Selon cet exemple, l'aimant 12 se déplace relativement par rapport au boîtier 6 selon un trajet linéaire représenté par l'axe A à la Fig. 3. Selon une caractéristique préférée de réalisation, l'aimant 12 est monté sur le triangle de suspension 41 faisant partie du système de suspension 4. Selon un autre exemple de réalisation, il est à noter que l'aimant 12 peut être monté sur la barre anti-roulis 42 faisant partie du système de suspension 4. Il est à noter que l'aimant 12 est monté sans pièce intermédiaire pour prendre le mouvement du système de suspension 4. Bien entendu, l'aimant 12 peut être monté à l'aide d'un support sur le système de suspension 4. Il est à noter qu'il pourrait être prévu d'inverser la position de montage du boîtier 6 et de l'aimant 12 sur le châssis 2 et le système de suspension 4. Dans ce cas, l'aimant 12 est monté sur le châssis 2 tandis que le boîtier 6 est monté sur le système de suspension 4. Le fonctionnement d'un tel capteur 3 magnétique ce position sans contact découle de la description qui précède. La bobine d'excitation 8 qui est alimentée par un courant alternatif crée un champ magnétique alternatif dans le noyau magnétique 7. Une partie des lignes de flux magnétique se propage dans le noyau magnétique 7 pour traverser les bobines de détection 111, 112 qui délivrent chacune une tension électrique alternative. Une autre partie des lignes de flux dite ligne de fuite sort du noyau magnétique 7 sans traverser les bobines de détection 111, 112. En l'absence de l'aimant 12, la répartition de la ligne de flux est symétrique par rapport au centre du noyau magnétique et les tensions induites dans les deux bobines de détection 111, 112 sont identiques. En présence de l'aimant 12 situé à proximité du noyau magnétique 7, le champ magnétique passant à l'intérieur du noyau magnétique crée une zone de saturation ayant un effet comparable à un entrefer virtuel. Il apparaît donc de nombreuses lignes de fuite au niveau de la position de l'aimant 12 de sorte qu'il peut être considéré que le circuit magnétique est divisé en deux parties. Ainsi, l'une des bobines de détection 111 voit le champ magnétique créé par les spires de la bobine d'exci.:ation 8 situées entre cette bobine de détection et l'aimant 12, tandis que l'autre bobine de détection 112 voit les lignes de champ créées par les spins de la bobine d'excitation 8 situées entre cette autre bobine de détection Est l'aimant 12. Il doit donc être compris que la tension induite dans chaque bobine de détection 111, 112 dépend de la position de l'aimant et varie ainsi de manière linéaire avec son déplacement. De manière préférée, il est prévu d'utiliser un traitement ratiométrique des signaux délivrés par les bobines d'excitation 111, 112 afin de minimiser les dérives thermiques. Ainsi, la position de l'aimant se déduit de la formule: V1 V2 / V1 + V2 avec V1 et V2 étant les signaux délivrés par les bobines de détection 111 et 112. 2885687 7 Dans l'exemple de réalisation illustré à la Fig. 3, le capteur de position linéaire sans contact est du type magnétique. Bien entendu, il peut être envisagé une autre forme de réalisation pour un capteur magnétique linéaire sans contact. Par exemple, il peut être prévu un capteur comportant une partie comprenant un aimant tandis que l'autre partie comporte dans un boîtier, un circuit magnétique ouvert délimitant au moins un entrefer et comportant des moyens de création d'un flux magnétique et au moins une cellule montée fixe dans le circuit magnétique. Une telle cellule est apte à mesurer la valeur du flux magnétique en relation du déplacement, diminué du flux magnétique de fuite dont l'intensité varie en fonction du déplacement relatif entre les deux parties du capteur. Un exemple de réalisation de ce capteur est décrit par fa demande de brevet WO 2004/113844. Il peut être aussi envisagé de mettre en oeuvre un capteur 3 de position linéaire sans contact de type électromagnétique. Par exemple, il peut être prévu qu'un tel capteur comporte une partie comportant dans un boîtier, au moins une bobine planaire d'excitation alimentée par un courant alternatif haute fréquence et au moins une bobine planaire secondaire de détection. L'autre partie du capteur comporte une cible métallique. La bobine d'excitation génère à l'intérieur de la cible métallique des courants de Foucault influençant en fonction de la position de la cible, la bobine planaire secondaire et par suite sa tension délivrée. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour déterminer la hauteur du châssis (2) d'un véhicule à l'aide d'au moins un capteur de déplacement (3) monté ente le châssis (2) et un système de suspension du véhicule (4) et adapté pour détecter le déplacement vertical relatif entre le châssis (2) et le système de suspension (4), caractérisé en ce qu'il comporte en tant que capteur de déplacement (3), un capteur magnétique ou électromagnétique de position linéaire sans contact comportant deux parties distinctes (31r 32) dont l'une est fixée sur le châssis (2) tandis que l'autre est fixée sur le système de suspension (4). 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une des parties du capteur de type magnétique comporte dans un boîtier (6), d'une part, un noyau magnétique magnétisé (7) par au moins une bobine d'excitation (8) alimentée en courant alternatif et d'autre part, au moins une bobine de détection (111, 112) couplée au noyau magnétique, l'autre partie du capteur magnétique comportant un aimant (12) créait une entrefer virtuel dans le noyau magnétique (7) et influençant, en fonction de sa position, le flux magnétique de fuite et, par suite, la tension délivrée par la bobine de détection. 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une des parties du capteur du type électromagnétique comporte daris un boîtier, au moins une bobine planaire d'excitation alimentée par un courant alternatif haute fréquence et au moins une bobine planaire secondaire de détection, tandis que l'autre partie du capteur comporte une cible métallique, la bobine d'excitation générant à l'intérieur de la cible métallique des courants de Foucault influençant en fonction de la position de la cible, la bobine planaire secondaire et par suite sa tension délivrée. 4 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une des parties du capteur de type magnétique comporte un aimant tandis que l'autre partie comporte dans un boîtier, un circuit magnétique ouvert délimitant au moins un entrefer et comportant des moyens de création d'un flux magnétique et au moins une cellule montée fixe dans le circuit magnétique et apte à mesurer la valeur du flux magnétique en relation du déplacement, diminué du flux magnétique de fuite dont l'irtensité varie en fonction du déplacement relatif entre les parties du capteur. 5 - Dispositif selon la revendication 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que le boîtier (6) est fixé sur le châssis (2) du véhicule tandis que l'aimant (12) ou une cible métallique est monté de manière solidaire au système de suspension (4). 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'aimant (12) ou une cible métallique est monté sur le triangle de suspension (41) faisant partie du système de suspension (4). 7 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'aimant (12) ou une cible métallique est monté sur la barre anti-roulis (42) faisant partie du système de suspension (4). 8 - Châssis de véhicule caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif (1) conforme à la revendication 1 pour détecter la hauteur du châssis (2) à l'aide d'un capteur de déplacement (3) magnétique ou électromagnétique de position linéaire sans contact, réalisé en deux parties distinctes dont l'une est fixée directement sur le châssis (2) et l'autre directement sur le système de suspension (4) du véhicule.