Brevet FR2976896A1 — publié le 20121228

PROCEDE ET DISPOSITIF DE CENTRAGE ET DE MESURE DE COUPLE DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un procédé et un dispositif de centrage et de mesure de couple. Elle s'applique, de façon générale, à la mesure embarquée sur véhicule notamment pour les systèmes de direction des véhicules automobiles communément appelés volants de direction. L'invention concerne plus particulièrement la mesure de couple pour un système de direction de véhicule automobile. L'invention consiste notamment à mesurer le couple de résistance du volant aux mouvements exercés par un conducteur du véhicule sur le volant pour manoeuvrer le véhicule. ART ANTERIEUR Le document AT413152 décrit un dispositif de mesure du couple appliqué sur un volant d'un véhicule automobile au moyen d'un volant secondaire. Ce dispositif intègre un capteur de mesure de couple qui s'ajuste sur le volant existant du véhicule. Ce système est composé : d'un ensemble de trois crochets de fixation montés sur des bras télescopiques radiaux, indépendants et réglables, qui enserrent le volant d'origine par son pourtour extérieur ; d'un capteur de couple fixé au centre de l'ensemble de crochets et d'un volant déporté, également fixé au capteur. Le dispositif proposé est adaptable sur tous les types de volant sans endommager ni nécessiter d'enlever le volant 25 d'origine. Cependant, un tel dispositif est difficile à centrer sur un volant, ainsi sa mise en oeuvre est coûteuse en temps. Le document US7431325 décrit un dispositif de fixation d'un outil tel qu'un robot de direction, sur le volant de 30 direction d'un véhicule automobile. Il est à noter qu'un tel dispositif comporte trois points réglables venant prendre 2 2976896 appui sur le bord intérieur du volant. De plus, ce dispositif peut être utilisé pour connecter le robot de direction ; un tel robot permettant alors de manipuler le volant. Le système de réglage des trois points est constitué de telle manière que 5 la distance entre deux des points de fixation et le troisième est constante et permet de centrer l'outil sur le volant. Ce dispositif permet a priori une fixation sans endommager ni enlever le volant d'origine. Cependant, un tel dispositif est difficile à mettre en 10 place notamment sur un volant à moyeu fixe, ce qui n'est pas un avantage en termes de temps d'utilisation. La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients. 15 RESUME DE L'INVENTION La présente invention vise, selon un premier aspect, un dispositif de centrage d'un axe de rotation d'un capteur en correspondance avec un axe de rotation d'un volant d'un véhicule automobile, le volant de véhicule étant muni d'un 20 bord extérieur, le dispositif comportant : - une fixation à trois points de fixation sur le volant du véhicule par un serrage sur le bord extérieur du volant, et - un moyen de positionnement de l'axe du capteur par rapport à la fixation et en correspondance avec l'axe de rotation du volant de véhicule au moyen d'une liaison mécanique, dans lequel la fixation à trois points de fixation sur le volant du véhicule comporte : - d'une part, un premier point de fixation et, - d'autre part, un moyen de tenue en déplacement de deux autres points de fixation, fixes l'un par rapport à l'autre et dont la médiatrice passe par le premier point, et de maintien en position des deux autres points de fixation par rapport au premier point de fixation. 3 2976896 Ainsi, le dispositif de centrage de la présente invention s'adapte à tout type de volant, comme par exemple à méplats ou moyeux fixes ainsi qu'à toute taille de volant. Le troisième point forme ainsi un sommet principal d'un triangle 5 sensiblement isocèle ayant comme autres sommets les deux premiers points, ce qui améliore la fonction de serrage. Dans des modes de réalisation, la liaison mécanique entre le capteur et la fixation est un moyen de guidage en translation d'axe sensiblement colinéaire à une hauteur du 10 triangle formé par les trois points de fixation. Un avantage d'un moyen de guidage en translation réside dans l'amélioration de la fonction de serrage. Dans des modes de réalisation, la liaison mécanique est une liaison glissière. 15 La simplicité d'utilisation d'une liaison glissière permet de faciliter le travail de mise en place ainsi que sa rapidité. Selon un deuxième aspect, l'invention vise un dispositif de mesure de couple d'un volant d'un véhicule, le volant étant 20 muni d'un bord extérieur et d'un axe de rotation, le dispositif comportant : un dispositif de centrage objet de la présente invention, - un capteur de couple muni d'un axe de rotation et 25 positionné sur le moyen de positionnement du dispositif de centrage et - un volant de mesure, muni d'un axe de rotation de volant de mesure sensiblement colinéaire à l'axe de rotation du capteur. 30 Grâce au dispositif de centrage objet de l'invention, la mise en place du dispositif de mesure de couple sur un volant quelconque, comme par exemple à méplat ou à moyeu fixe, est simplifiée. Ainsi, le dispositif de mesure de couple comporte 4 2976896 une amélioration d'utilisation, à savoir une fonction d'auto-centrage. Dans des modes de réalisation, le dispositif de mesure de couple comporte un moyen de traitement de données relatives au 5 couple du volant issues du capteur de couple. Dans des modes de réalisation, le moyen de traitement de données est adapté à effectuer des mesures de valeurs moyennées sur des durées de mesure comprises entre cinq secondes et dix secondes. 10 Un moyen de traitement des données relatives au couple du volant permet d'extraire des données ou de filtrer un bruit tel qu'une vibration de volant. Dans des modes de réalisation, le dispositif de mesure de couple comporte également un moyen d'affichage de données 15 traitées par le traitement de données et/ou un moyen de commande de lancement d'une mesure des données et/ou un moyen de transférer ces données. Un moyen d'affichage des données traitées permet, par exemple, de visualiser directement la mesure de couple. Un 20 moyen de commande de lancement du traitement des données permet à une personne de manoeuvrer le véhicule pendant qu'une autre personne s'occupe du traitement des données. Un moyen de transférer les données permet de récupérer les données par exemple pour une analyse a posteriori. 25 Selon un troisième aspect, la présente invention vise un procédé de centrage d'un axe de rotation d'un capteur en correspondance avec un axe de rotation d'un volant d'un véhicule automobile, le volant de véhicule étant muni d'un bord extérieur et associé à une valeur de rayon, le procédé 30 comportant : - une étape de positionnement de l'axe du capteur au moyen d'une liaison mécanique, - une étape de fixation par trois points de fixation sur le volant du véhicule par un serrage sur le bord extérieur du 5 2976896 volant en enserrant le bord du volant, d'une part, avec un premier point de fixation et, d'autre part, avec deux autres points de fixation fixes l'un par rapport à l'autre et dont la médiatrice passe par le premier, en les déplaçant le long de 5 la médiatrice et en maintenant en position le premier point de fixation par rapport aux deux autres points de fixation. Dans des modes de réalisations, l'étape de positionnement est effectuée par report de la valeur de rayon entre le premier point et l'axe du capteur. 10 Selon un quatrième aspect, l'invention vise un procédé de mesure de couple d'un volant d'un véhicule, le volant étant muni d'un bord extérieur et d'un axe de rotation, le procédé comportant . - une étape de centrage mettant en oeuvre le procédé de 15 centrage objet de la présente invention, - une étape d'assemblage d'un capteur de couple muni d'un axe de rotation sur un moyen de positionnement d'un dispositif de centrage, - une étape d'assemblage d'un volant de mesure au capteur 20 de couple, pour que le capteur de couple mesure le couple entre le volant de mesure et le volant du véhicule. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES L'invention sera mieux comprise à la lecture de la 25 description non limitative qui suit, rédigée au regard des dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue de face d'un mode de réalisation particulier du dispositif de mesure de couple d'un volant ; - la figure 2 est une vue de côté d'un mode de réalisation 30 particulier du dispositif de mesure de couple du volant ; et - la figure 3 représente, sous forme d'un logigramme, des étapes de mise en oeuvre dans un mode de réalisation particulier du procédé objet de la présente invention. 6 2976896 DESCRIPTION DETAILLEE D'AU MOINS UN MODE DE RÉALISATION DE L'INVENTION On observe en figure 1, un dispositif de mesure de couple d'un volant 10 selon l'invention. 5 Le volant 10 est muni d'un bord extérieur 11 au moins en partie circulaire. Un tel volant 10 comporte un moyeu (non représenté) entourant un axe de rotation de moyeu (non représenté). On définit un axe diamétral comme une médiatrice de deux 10 points quelconque d'une partie circulaire. Le dispositif de mesure de couple comporte une première partie de fixation auto-centreuse comprenant au moins : - une pièce bipoint 20, comportant les points 21 et 22 de contact entre la pièce bipoint 20 et le volant 10, 15 - une pièce d'assise 30, comportant une face plane et destinée à être positionnée sur le volant 10 en contact plan, et - une liaison mécanique 40 entre la pièce bipoint 20 et la pièce d'assise 30, 20 - une pièce de serrage 50 en liaison mécanique 60 avec la pièce d'assise 30 et comportant un point 33 de contact avec le bord extérieur du volant 10 et en liaison hyperstatique avec la pièce d'assise 30. Les points 21, 22 et 33 forment un triangle. 25 Dans un mode de réalisation particulier la distance entre les points 21 et 22 est réglable. La liaison mécanique 40 entre la pièce bipoint 20 et la pièce d'assise 30 est avantageusement une liaison glissière. La liaison glissière peut être réalisée à l'aide de deux 30 liaisons pivot-glissant 41 et 42 d'axes sensiblement parallèles, telle qu'illustrée en figure 1. Cette représentation n'est pas limitative. Toute liaison fonctionnellement équivalente peut être réalisée. De plus, cette liaison glissière est préférentiellement arrêtée en 7 2976896 translation au moyen d'au moins une vis 43 ou 44, dont l'axe de rotation est respectivement perpendiculaire à l'axe de la liaison pivot-lissant 41 ou 42. La liaison mécanique 60 réalisant la fonction de serrage, 5 est avantageusement réalisée à l'aide d'une liaison pivot-glissant 61 (en figure 2) et d'une vis (non représentée) dont l'axe de rotation est sensiblement perpendiculaire à l'axe de la liaison pivot-glissant 61. La première partie est qualifiée d'auto-centreuse car le 10 triangle est préférentiellement isocèle de construction. En effet, par conception et notamment en figure 1, le point 33 est approximativement sur une médiatrice du segment des points 21 et 22. Ainsi, lorsque les points 21 et 22 sont en contact avec le bord extérieur du volant 10, une hauteur issue du 15 point 33 est confondue avec un axe diamétral. Ainsi, pour déterminer l'axe de rotation du volant, il suffit de le chercher sur cet axe. Le triangle est caractérisé par des angles de valeurs comprises entre 0° et 90°. 20 La deuxième partie du dispositif comprend le capteur 70 (en figure 2) de couple ayant un axe de rotation. Le capteur est en liaison hyperstatique avec la pièce d'assise 30. Le capteur 70 est sensible à la pression et à l'allongement et génère des signaux de sortie électriques, en fonction du 25 couple de force auquel il est soumis. Enfin, le dispositif comporte une troisième partie, un volant 80 de mesure de couple qui est positionné sur l'axe du capteur 70. En figure 1, le volant de mesure 80 comporte six vis 81 à 30 86 de fixation. Dans des variantes, le volant de mesure ne comporte qu'une seule vis 81 ou tout moyen de fixation sur l'axe du capteur. La mesure du couple du volant dépendant de la colinéarité de l'axe du capteur 70 et de l'axe de rotation du moyeu du 8 2976896 volant du véhicule, un avantage de l'invention réside dans la robustesse et l'aisance à aligner ces deux axes en correspondance. De manière avantageuse, la pièce d'assise 30 est reliée au 5 volant 10 au moyen d'au moins une fixation 91 et 92, illustrée en figure 2. La fixation 91 ou 92 est fixée en position par rapport au volant 10 à l'aide d'au moins un moyen de fixation. Ce dernier moyen de fixation peut par exemple être une vis. Dans un mode particulier de réalisation, le dispositif de 10 mesure de couple comporte un moyen (non représenté) de traitement de données de couple du volant issues du capteur de couple 70. Ce moyen de traitement de données peut prendre la forme d'un boîtier (non représenté) fixé à l'aide d'une ventouse 15 (non représentée) sur un pare-brise du véhicule et alimenté électriquement à l'aide d'un allume-cigare du véhicule. Le dispositif peut en outre comporter un moyen d'affichage du couple ou un moyen d'affichage du traitement des données de couple (non représentés). 20 Un moyen de commande de lancement de mesure, tel qu'une télécommande, peut être utilisé afin de commander un lancement de mesure moyennée sur une durée comprise entre cinq secondes et dix secondes. Un tel moyen de commande peut également permettre un lancement de mesure en lecture directe. 25 Le dispositif de mesure de couple selon l'invention peut en outre comporter un moyen de transférer les données (non représenté). Un tel moyen peut être une sortie analogique. Comme on le comprend à la lecture de la description qui précède, un avantage de la présente invention réside, d'une 30 part, dans la simplicité de mise en place et de centrage du dispositif de centrage et, d'autre part, dans la simplicité de mise en oeuvre d'une mesure de couple de volant sur tout type de volant. 9 2976896 En figure 3, on observe le centrage de l'axe du capteur 70 en correspondance avec l'axe du moyeu du volant d'un véhicule automobile, le volant de véhicule étant muni d'un bord extérieur (11) et associé à une valeur de rayon. 5 Au cours d'une étape 110, on positionne l'axe du capteur 70 sur le dispositif. Cette étape peut être effectuée en reportant la valeur de rayon entre le point 33 et l'axe du capteur 70. La valeur de rayon peut être acquise simultanément ou être 10 connu au préalable en fonction d'un type de volant. Au cours d'une étape 120, on positionne le point 33 de fixation en contact avec le bord extérieur 11 du volant 10. Au cours d'une étape 130, on met en position les deux premiers points 21 et 22 de fixation sur le bord extérieur 11 15 du volant de telle sorte que chacun est en contact avec le bord. Au cours d'une étape 140, on serre les trois points 21, 22 et 33 de fixation sur le bord extérieur du volant 10. Cette étape 140 peut être effectuée, d'une part, en fixant 20 la pièce bipoint 20 sur la pièce d'assise 30 au moyen des vis 43 et 44 et, d'autre part en fixant la pièce d'assise 30 sur le volant 10 au moyen des vis 91 et 92. L'étape de positionnement du troisième point 33 peut être effectuée en posant la pièce d'assise sur le volant 10 et en 25 ajustant la liaison mécanique 60 de telle sorte que le point 33 est en contact avec le bord extérieur du volant 10. L'étape de positionnement de l'axe du capteur 70 en correspondance avec l'axe du moyeu du volant 10 peut être effectuée en testant successivement différentes positions. 30 Ainsi, les deux axes sont alignés dès que le capteur est positionné de telle sorte que tout effort en translation, appliqué au volant de mesure, suivant une direction perpendiculaire à l'axe de la liaison glissière, laisse le 10 2976896 volant 10 sans mouvement. Ensuite, on fixe la position ainsi trouvée à l'aide de la vis 43 ou 44. Cette installation nécessite moins de trois minutes et n'implique pas de démontage sur le véhicule, ce qui représente 5 un gain de temps et un avantage lors de caractérisations de véhicules, voire même permet des contrôles rapides en sortie de chaîne d'assemblage. En ce qui concerne la mesure de couple d'un volant d'un véhicule, on peut procéder à l'enchaînement d'étapes suivant, 10 illustré en figure 3 : - une étape de mise en place du dispositif de mesure de couple sur le volant, constitué des étapes 110 à 140, - une étape 150 d'utilisation du volant de mesure en rotation autour de son axe pour effectuer la mise en rotation 15 du volant du véhicule autour de son axe lors des manoeuvres de conduite du véhicule en ligne droite ou en régime permanent, une étape 160 d'acquisition de données issues du capteur, et - une étape 170 de traitement de données. 20 Une fois que le capteur 70 est installé et centré, la mesure s'effectue en tenant le volant de mesure. Ainsi le capteur 70 capte le couple volant nécessaire pour rouler en ligne droite = Tirage (+/-2 Nm) ou lors de manoeuvres en régime permanent (+/-15 Nm). 11 REVENDICATIONS1. Dispositif de centrage d'un axe de rotation d'un capteur (70) en correspondance avec un axe de rotation d'un volant (10) d'un véhicule automobile, le volant de véhicule étant muni d'un bord extérieur (11), comportant : une fixation à trois points (21, 22, 33) de fixation sur le volant (10) du véhicule par un serrage sur le bord extérieur (11) du volant, un moyen de positionnement de l'axe du capteur (70) par rapport à la fixation et en correspondance avec l'axe de rotation du volant de véhicule au moyen d'une liaison mécanique, caractérisé en ce que la fixation à trois points (21, 22, 33) de fixation sur le volant du véhicule comporte d'une part, un premier point (33) de fixation et, d'autre part, un moyen de tenue en déplacement de deux autres points (21, 22) de fixation, fixes l'un par rapport à l'autre et dont la médiatrice passe par le premier point (33), et de maintien en position des deux autres points (21, 22) de fixation par rapport au premier point de fixation (33). 2. Dispositif de centrage selon la revendication 1, dans lequel la liaison mécanique (40) entre le capteur et la fixation est un moyen de guidage en translation d'axe sensiblement colinéaire à une hauteur du triangle formé par les trois points de fixation. 3. Dispositif de centrage selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel la liaison mécanique (40) est une liaison glissière. 12 2976896 4. Dispositif de mesure de couple d'un volant d'un véhicule, le volant étant muni d'un bord extérieur et d'un axe de rotation, qui comporte : un dispositif de centrage selon l'une des revendications 1 5 à 3, un capteur de couple muni d'un axe de rotation et positionné sur le moyen de positionnement du dispositif de centrage et un volant de mesure, muni d'un axe de rotation de volant 10 de mesure sensiblement colinéaire à l'axe de rotation du capteur. 5. Dispositif de mesure d'un couple d'un volant d'un véhicule selon la revendication 4, qui comporte un moyen de 15 traitement de données relatives au couple du volant issues du capteur de couple. 6. Dispositif de mesure d'un couple d'un volant d'un véhicule selon la revendication 5, dans lequel le moyen de 20 traitement de données est adapté à effectuer des mesures de valeurs moyennées sur des durées de mesures comprises entre cinq secondes et dix secondes. 7. Dispositif de mesure d'un couple d'un volant d'un 25 véhicule selon l'une des revendications 4 à 6, qui comporte également un moyen d'affichage de données traitées par le traitement de données et/ou un moyen de commande de lancement d'une mesure des données et/ou un moyen de transférer ces données. 30 8. Procédé de centrage d'un axe de rotation d'un capteur (70) en correspondance avec un axe de rotation d'un volant (10) d'un véhicule automobile, le volant de véhicule étant 13 2976896 muni d'un bord extérieur (11) et associé à une valeur de rayon, caractérisé en ce qu'il comporte : - une étape (110) de positionnement de l'axe du capteur au moyen d'une liaison mécanique, 5 - une étape de fixation (120, 130) par trois points de fixation sur le volant du véhicule par un serrage sur le bord extérieur du volant en enserrant le bord du volant, d'une part, avec un premier point de fixation et, d'autre part, avec deux autres points de fixation fixes l'un par rapport à 10 l'autre et dont la médiatrice passe par le premier, en les déplaçant le long de la médiatrice et en maintenant en position le premier point de fixation par rapport aux deux autres points de fixation (140). 15 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel l'étape de positionnement (110) est effectuée par report de la valeur de rayon entre le premier point et l'axe du capteur. 10. Procédé de mesure de couple d'un volant d'un véhicule, 20 le volant étant muni d'un bord extérieur et d'un axe de rotation, caractérisé en ce qu'il comporte : - une étape de centrage mettant en oeuvre le procédé de centrage selon la revendication 8 ou 9, - une étape d'assemblage du capteur de couple muni d'un 25 axe de rotation sur le moyen de positionnement du dispositif de centrage, - une étape d'assemblage d'un volant de mesure au capteur de couple, pour que le capteur de couple mesure le couple entre le volant de mesure et le volant du véhicule. 30