Brevet FR3013833A1 — publié le 20150529

DISPOSITIF DE MESURE DE DEBATTEMENT A CAPTEUR ROTATIF, EN PARTICULIER POUR LA DETECTION DE LA CHARGE SUR UN VEHICULE AUTOMOBILE. [0001] L'invention porte sur un dispositif de mesure de débattement à capteur rotatif, en particulier mais non exclusivement destiné à la détection de la charge sur un véhicule automobile, en particulier sur un véhicule automobile utilitaire. L'invention porte également sur un véhicule, en particulier un véhicule automobile utilitaire, qui comporte un tel dispositif. [0002] Pour mesurer l'assiette d'un véhicule automobile, on implante un capteur de mesure de distance ou « capteur de débattement » entre la caisse et l'essieu du véhicule, lequel capteur mesure le débattement de la roue par rapport à la caisse. [0003] Dans le cas d'un dispositif indicateur de charge, la mesure de l'assiette par l'intermédiaire du capteur de débattement permet d'évaluer la charge à la roue du véhicule en appliquant une loi connue dite « loi de flexibilité » qui tient compte de tous les éléments de la suspension. [0004] De manière classique, ce capteur de débattement ou de mesure de distance est un capteur rotatif, qui est fixé à un élément de la caisse du véhicule. Le capteur rotatif présente un axe sur lequel est monté un levier lié en rotation à l'axe dudit capteur rotatif. Une extrémité de l'axe est reliée à un organe ayant une position qui est fonction de la charge du véhicule, généralement un bras oscillant portant un essieu du véhicule. Le débattement de la roue entraîne une rotation du levier. Cette rotation est convertie en débattement, ce qui permet de déduire l'assiette du véhicule. [0005] Ces capteurs rotatifs sont conçus et réalisés avec les deux contraintes suivantes : une bonne précision et une capacité du capteur à suivre la course totale du véhicule. Or, ces deux contraintes sont antinomiques, parce que si l'on veut obtenir une bonne précision de la mesure de la charge du véhicule la démultiplication doit être très importante. Mais une démultiplication du levier importante exige un levier de courte longueur, ce qui n'est pas compatible avec la course importante demandée sur l'essieu arrière d'un véhicule utilitaire. [0006] En ce qui concerne le dispositif indicateur de charge, la charge étant évaluée à partir de la connaissance de l'assiette et de la loi de flexibilité, une incertitude supplémentaire sur la précision est introduite, Si l'on veut améliorer substantiellement cette précision, il faut connaître avec une plus grande précision la valeur de l'assiette, ce qui exige une démultiplication plus importante du capteur, avec le problème de compatibilité évoqué ci-dessus. [0007] Des moyens d'améliorer la précision sur un dispositif indicateur de la charge dans un véhicule automobile sont déjà connus de l'art antérieur. Ainsi, à titre d'exemple, le document US 4,756, 374 décrit un tel dispositif de mesure de charge qui comprend une unité de détection, qui est montée entre le châssis et l'essieu du véhicule et qui permet de détecter le déplacement vertical du châssis par rapport à l'essieu lorsque des charges sont exercées sur le châssis. Cette unité de détection comprend un bras, qui est monté pivotant sur le châssis par l'intermédiaire d'une paire de tubes télescopiques, et une tige de réglage montée mobile entre le bras et l'essieu. Lorsqu'une charge est exercée sur le châssis, ce dernier s'abaisse par rapport à l'essieu et le bras tourne. Le mouvement de rotation du bras est mesuré par un indicateur angulaire de pente ou clinomètre, qui est monté sur le bras et qui transforme la mesure angulaire en une lecture digitale ou analogique cohérente affichée sur une unité d'affichage dite « unité de réception ». [0008] Il est connu également du document GB 2 289 106, de réaliser un capteur rotatif qui répond aux changements de distance entre une partie suspendue et une partie non suspendue d'une suspension de véhicule, lequel capteur rotatif est actionné par une pièce de liaison en forme de levier coudé relié à une tige par l'intermédiaire d'une charnière réalisée dans un matériau flexible. La pièce de liaison est destinée à réduire l'usure qui est constatée dans les coupleurs d'actionnement qui comportent un joint d'articulation mécanique. [0009] Le but de la présente invention est de fournir un dispositif de mesure de débattement à capteur rotatif, en particulier pour la détection de la charge d'un véhicule automobile, qui perfectionne les dispositifs de mesure de débattement équivalents de l'art antérieur en présentant une plus grande précision de mesure tout en permettant une course importante de la roue. [0010] Un autre but de la présente invention est de fournir un tel dispositif, qui soit de conception et de réalisation simples, qui soit fiable et économique. [0011] Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet un dispositif de mesure de débattement entre deux éléments mécaniques, qui comporte, d'une part, un capteur rotatif, qui est fixé à un premier de ces deux éléments mécaniques, et d'autre part, un mécanisme de liaison de type à levier, qui relie l'axe de rotation du capteur rotatif au second de ces deux éléments mécaniques. Dans ce dispositif, nouveau, le mécanisme de liaison de type à levier est configuré pour former un levier court à démultiplication importante sur la zone de mesure et former un levier long à démultiplication faible sur le reste de la course, et ce pour garantir cette dernière. [0012] Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, le mécanisme de liaison de type à levier comprend deux leviers, à savoir un levier principal, qui est monté à l'une de ses extrémités sur l'axe de rotation du capteur rotatif et qui est lié en rotation à ce dernier, et un levier secondaire, de longueur inférieure à la longueur du levier principal, qui est monté libre en rotation sur l'autre extrémité du levier principal et qui est relié au second des deux éléments mécaniques, le mécanisme de liaison formant un levier court lorsque le levier secondaire est en position repliée de manière co-directionnelle sur le levier principal et formant un levier long lorsque le levier secondaire se déploie angulairement par rapport au levier principal pour rallonger ce dernier. [0013] Selon un mode préféré de réalisation de l'invention également, il est prévu une butée de position de la fonction mesure, ladite butée de position étant montée fixe sur le levier principal et étant formée pour être une butée du levier secondaire en position repliée. [0014] De préférence, le levier secondaire est relié au second des deux éléments par l'intermédiaire d'une biellette de liaison. [0015] De préférence également, il est prévu une butée de fin de course de la fonction mesure, ladite butée de fin de course étant montée fixe sur le levier secondaire et étant formée pour être une butée de la biellette de liaison afin d'anticiper le déploiement du levier secondaire pour que ce déploiement se réalise toujours du même côté. [0016] Un ressort de rappel peut être prévu afin de ramener le levier secondaire en butée sur la butée de position de la fonction mesure. [0017] Avantageusement, ce ressort de rappel peut être un ressort axial monté sur l'axe de rotation du levier secondaire sur le levier principal. [0018] A titre d'exemple d'application, le dispositif selon l'invention peut être un dispositif de détection de la charge sur un véhicule, en particulier un véhicule automobile, le premier élément mécanique, sur lequel est fixé le capteur rotatif, étant un élément de la caisse du véhicule et le second élément mécanique, auquel est connecté le mécanisme de liaison de type à levier, étant un essieu du véhicule ou un élément lié à l'essieu. [0019] La présente invention a aussi pour objet un véhicule, en particulier un véhicule automobile utilitaire, qui comporte un dispositif de détection de charge conforme à celui décrit ci-dessus dans ses grandes lignes. [0020] D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un exemple de réalisation, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : [0021] - la figure 1 est une vue en perspective, schématique, d'un exemple de réalisation du dispositif selon l'invention permettant de détecter la charge sur un véhicule automobile, le dispositif étant dans la position de référence, c'est-à-dire avec une charge minimale sur le véhicule, [0022] - la figure 2 est une vue de côté, schématique, du dispositif de la figure 1, dans une position correspondante au début du débattement, [0023] - la figure 3 est une vue de côté, schématique, du dispositif des figures 1 et 2, dans une position en limite « standard », [0024] - la figure 4 est une vue de côté, schématique, du dispositif des figures 1 à 3, dans une position au-delà de la zone de mesure, et [0025] - la figure 5 est une vue de côté, schématique, du dispositif des figures 1 à 4, dans une position correspondante au débattement maximal. [0026] En référence au dessin de la figure 1, on a représenté, en perspective et de manière schématique, un exemple de réalisation du dispositif de mesure de débattement entre deux éléments mécaniques, selon la présente invention. [0027] Le dispositif comporte, d'une part, un capteur rotatif, de type connu en soi et désigné par la référence numérique générale 10, et un mécanisme de démultiplication variable, dit « mécanisme de liaison de type à levier », constitué principalement par un ensemble de deux leviers articulés l'un à l'autre : un levier dit « levier principal », de référence générale 20, et un levier dit « levier secondaire », de référence générale 30. [0028] Le capteur rotatif 10 est constitué d'un corps de capteur 11, qui comporte notamment la partie électronique dudit capteur, et d'un axe de sortie 13, d'axe géométrique Xl. [0029] Le levier principal 20 est monté à l'une de ses extrémités 21 sur l'axe de sortie 13 d'axe de rotation X1 du capteur rotatif 10 et est lié en rotation à ce dernier. [0030] Le levier secondaire 30, qui est de longueur inférieure à la longueur du levier principal 20, est monté libre (par son extrémité 32) en rotation sur l'autre extrémité 22 du levier principal 20. L'axe de rotation géométrique de l'extrémité 32 du levier secondaire 30 sur le levier principal 20 est désigné par la référence X2. [0031] Le mécanisme constitué par les deux leviers 20 et 30 a pour fonction de générer une démultiplication variable, à savoir d'offrir une démultiplication importante (levier court) sur la zone de mesure, et une démultiplication faible (levier long par déploiement du levier secondaire) sur le reste de la course pour garantir cette dernière. [0032] Le dispositif selon l'invention, ainsi constitué par le capteur rotatif 10 et le mécanisme à deux leviers 20, 30, est fixé aux deux éléments (non représentés) dont il mesure la distance, à savoir à un premier élément auquel le capteur rotatif 10 est fixé et à un second élément auquel le levier secondaire 30 est fixé par l'intermédiaire d'une biellette de liaison référencée 40, cette dernière étant reliée par une première extrémité 41 à l'extrémité 31 du levier secondaire 30. La référence X3 désigne l'axe géométrique de la liaison de rotation de la biellette 40 sur le levier secondaire 30. [0033] A titre d'exemple non limitatif de l'objet et de la portée de la présente invention, ledit premier élément mécanique auquel est fixé le capteur rotatif 10, par l'intermédiaire de pattes d'attache 12 et 14 (figure 3), peut être un élément de la caisse d'un véhicule automobile, et ledit second élément mécanique, auquel la biellette de liaison 40 est fixée, peut être l'essieu ou un élément lié à l'essieu du véhicule. Le moyen de liaison de la biellette 40 sur l'essieu est illustré par l'alésage de liaison 43 (figure 1) situé sur l'autre extrémité 42 de ladite biellette de liaison 40. [0034] Sur le levier principal 20 est fixée - ou réalisée monobloc - une butée de position 24, dite « butée de position de la fonction mesure », qui fait saillie orthogonale du plan du levier principal 20, et qui est formée pour être une butée angulaire du levier secondaire 30 en position repliée, comme représenté sur la figure 1. [0035] Sur le levier secondaire 30 est fixée - ou réalisée monobloc - une butée de fin de course 34 de la fonction mesure, qui fait saillie orthogonale du plan du levier secondaire 30, et qui est destinée à être une butée angulaire de la biellette de liaison 40 afin d'anticiper le déploiement du levier secondaire 30 pour que le déploiement de ce dernier se réalise toujours du même côté, comme il sera mieux expliqué plus loin dans le texte. [0036] Il est prévu un ressort de rappel 35, qui a pour fonction de ramener le levier secondaire 30 en butée sur la butée de position 24 de la fonction mesure. Ce ressort de rappel 35 est un ressort axial monté sur l'axe de rotation X2 du levier secondaire 30 sur le levier principal 20. [0037] Le fonctionnement du dispositif de mesure de distance selon l'invention est décrit ci-dessous, en référence aux schémas des figures 2 à 5. [0038] Comme représenté sur le dessin de la figure 1, dans la zone d'exploitation nécessaire à la mesure, le levier secondaire 30 est plaqué contre la butée 24 sous l'action du couple imposé par le ressort axial 35. Dans cette configuration, la longueur du levier est minimale, constante et égale à Lo (voir figure 2). La « démultiplication » est importante et favorable à une bonne précision de la mesure de débattement. [0039] On a représenté schématiquement sur le dessin de la figure 2 la position des éléments du mécanisme à deux leviers au début du débattement. Dans cette phase, le levier secondaire 30 est toujours plaqué contre le levier principal 20 sous l'action du couple imposé par le ressort axial 35, c'est-à-dire plaqué contre la butée de position 24. Le levier secondaire 30 ne se déploie pas, parce que le débattement n'est pas suffisant et inférieur à la longueur Lo. Dans cette phase, le capteur de corps 11 fonctionne comme un capteur classique, mais avec une forte démultiplication. [0040] Sur la figure 3 est représentée la situation du mécanisme à deux leviers en situation en limite « standard ». Dans cette phase, l'effet de levier est dans la limite de sa longueur constante Lo. La biellette de liaison 40 est en contact sur la butée de fin de course de la fonction mesure 34 prévue sur le levier secondaire 30. Avec un capteur classique, au-delà de cette position illustrée sur la figure 3, le capteur serait bloqué. Tout débattement supplémentaire avec un capteur classique se traduirait par une destruction du système de mesure. Avec le dispositif de mesure selon la présente invention, le débattement est possible au-delà de la position évoquée ci-dessus avec une démultiplication importante. [0041] On notera que la fonction de la butée de fin de course 34 est d'éviter l'alignement des trois rotations (selon les axes X1, X2, X3) qui génèrerait alors un alignement instable du dispositif. La butée de fin de course 34 anticipe le déploiement du levier secondaire 30 pour que ce déploiement se réalise toujours du même côté. [0042] La situation du dispositif de l'invention en débattement au-delà de la zone de mesure est représentée schématiquement sur le dessin de la figure 4. Dans cette phase, la mesure n'est pas nécessaire mais le capteur rotatif (représenté par son corps 11) doit malgré tout continuer de débattre. Le levier secondaire 30 entre alors en rotation par le débattement de l'essieu qui compense le ressort de rappel 35. De ce fait, la longueur du levier augmente d'une valeur désignée « L1 » et passe, ainsi, de la valeur « Lo » à une valeur « L » égale à « Lo + L1 ». Dans cette phase, la mesure n'est pas possible, parce que la loi reliant le débattement à la rotation du capteur rotatif n'est plus linéaire. [0043] En situation de débattement maximal, comme illustré sur le dessin de la figure 5, l'essieu tend vers le débattement maximal, le levier secondaire 30 est fortement déployé. La longueur du levier augmente d'une valeur désignée « L2 » et passe, ainsi, de la valeur « Lo » à une valeur « L » égale à « Lo + L2 ».Comme dans la phase précédente illustrée par la figure 4, la mesure n'est pas nécessaire et n'est pas possible, parce que la loi reliant le débattement à la rotation du capteur rotatif, et donc la mesure, n'est plus linéaire. [0044] La présente invention permet d'améliorer la précision des mesures de débattement de la roue d'un véhicule, y compris lorsque le débattement de cette roue est important. [0045] Bien entendu, l'invention décrite ci-dessus n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention. Egalement, l'application de l'invention n'est pas limitée à la détection de la charge sur un véhicule, mais peut trouver d'autres applications, comme par exemple les systèmes de réglage du site des phares ou les systèmes de suspension à correction d'assiette, qu'ils soient hydrauliques ou pneumatiques. REVENDICATIONS1. Dispositif de mesure de débattement entre deux éléments mécaniques, qui comporte un capteur rotatif (10), qui est fixé à un premier de ces deux éléments mécaniques, et un mécanisme de liaison de type à levier, qui relie l'axe de rotation (X1) du capteur rotatif au second de ces deux éléments mécaniques, caractérisé en ce que ledit mécanisme de liaison de type à levier est configuré pour former un levier court à démultiplication importante sur la zone de mesure et pour former un levier long à démultiplication faible sur le reste de la course pour garantir cette dernière. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit mécanisme de liaison de type à levier comprend deux leviers articulés l'un à l'autre, à savoir un levier principal (20), qui est monté à l'une de ses extrémités (21) sur l'axe de rotation (X1) du capteur rotatif (10) et qui est lié en rotation à ce dernier, et un levier secondaire (30), de longueur inférieure à la longueur du levier principal (20), qui est monté libre en rotation sur l'autre extrémité (22) du levier principal (20) et qui est relié au second des deux éléments mécaniques, le mécanisme de liaison (20, 30) formant un levier court lorsque le levier secondaire (30) est en position repliée de manière co-directionnelle sur le levier principal (20) et formant un levier long lorsque le levier secondaire (30) se déploie angulairement par rapport au levier principal (20) pour rallonger ce dernier. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est prévu une butée de position (24) de la fonction mesure, ladite butée de position (24) étant montée fixe sur le levier principal (20) et étant formée pour être une butée du levier secondaire (30) en position repliée. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le levier secondaire (30) est relié au second desdits deux éléments mécaniques par l'intermédiaire d'une biellette de liaison (40). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est prévu une butée de fin de course (34) de la fonction mesure, ladite butée de fin de course (34) étant montée fixe sur le levier secondaire (30) et étant formée pour être une butée de la biellette de liaison (40) afin d'anticiper le déploiement du levier secondaire (30) pour que le déploiement de ce dernier se réalise toujours du même côté. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il est prévu un ressort de rappel (35) qui ramène le levier secondaire (30) en butée sur la butée de position (24) de la fonction mesure. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit ressort de rappel (35) est un ressort axial monté sur l'axe de rotation (X2) du levier secondaire (30) sur le levier principal (20). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes pour la détection de charge d'un véhicule, caractérisé en ce que ledit premier élément mécanique, sur lequel est fixé le capteur rotatif (10), est un élément de la caisse du véhicule et en ce 10 que ledit second élément mécanique, auquel est connecté le mécanisme de liaison de type à levier (20, 30), est un essieu du véhicule. 9. Véhicule, en particulier véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de mesure de débattement entre deux éléments mécaniques pour la détection de charge dudit véhicule, ledit dispositif de mesure étant conforme à la 15 revendication 8. 10. Véhicule automobile selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il est un véhicule automobile utilitaire. 20