Brevet FR3057492A1 — publié le 20180420

PALIER DE FIXATION POUR TRAIN ARRIERE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE Domaine de l'invention L'invention concerne un palier de fixation destiné à 5 relier un bras longitudinal de support pour roue arrière à un châssis de véhicule automobile. Etat de la technique La conception, notamment le dimensionnement, des pièces constitutives d'un véhicule automobile requiert des 10 informations précises concernant des efforts exercés sur les roues avant et arrière dudit véhicule. Dans le cas d'un train arrière du véhicule, il est connu de mesurer les efforts appliqués aux roues arrière soit directement au niveau du pneu soit au niveau des pièces reliées 15 au train. Dans le premier cas, la vraie roue du véhicule peut être remplacée par une roue dite « dynamométrique » comprenant plusieurs cellules dynamométriques reliant le moyeu à la jante. Ces cellules permettent de mesurer les efforts ainsi que les 20 moments à l'interface du moyeu et de la roue. Dans le deuxième cas, des capteurs de déformation sont intégrés dans des butées de suspension, la pièce intermédiaire entre le châssis et l'amortisseur du véhicule. Les efforts exercés aux roues arrière sont transmis au châssis en passant 25 par la butée de suspension, ce qui produit une déformation de la butée. Ainsi, grâce aux capteurs de déformation installés dans la butée, les efforts appliqués à la roue arrière sont déterminés. Cependant, la butée de suspension mesure essentiellement les efforts verticaux exercés au niveau des 30 roues arrière. Elle ne permet pas d'obtenir un torseur complet des efforts et des moments, c'est-à-dire les trois efforts longitudinal, transversal et vertical ainsi que les moments de torsion subis par les roues arrière selon ces trois directions. 3057492 2 Objectifs de l'invention L'objectif de l'invention est de proposer un dispositif relié au train arrière permettant de mesurer le torseur complet des efforts et des moments subis par les roues arrière dans une condition de roulage et transmis à un point cinématique de ce dernier Un autre objectif de l'invention est de proposer un dispositif de mesure peu onéreux et simple à mettre en place. Cette dernière permet de connaître également les efforts rentrant dans la caisse. Description générale de l'invention A cet effet, l'invention propose un palier de fixation destiné à relier un bras longitudinal de support pour roue arrière à un châssis de véhicule automobile. Selon l'invention, le palier de fixation comprend un premier et un deuxième moyens de mesure des efforts exercés sur ledit palier de fixation selon au moins deux axes différents, lesdits moyens comprenant chacun une plaque de support usinée sur laquelle sont fixés des capteurs de déformation ; et une pièce intermédiaire reliant le premier au deuxième moyen de mesure. Un tel palier de fixation, une fois installé sur le train arrière d'un véhicule, permet de mesurer la déformation de chacune des plaques de supports usinées au moyen des capteurs de déformation dans une condition de roulage du véhicule. Les efforts ainsi que les moments de torsion, selon au moins deux axes différents, subis par les roues arrière sont calculés à partir de cette déformation. Ainsi, avec le palier de l'invention, on peut obtenir un torseur complet avec les efforts et les moments de torsion selon trois axes différents. De préférence, les axes sont définis par rapport au véhicule. Par exemple, on définit l'axe X un des axes horizontaux du véhicule, l'axe Z l'axe vertical du véhicule lorsque celui-ci est à l'arrêt sur une surface plane. Un 3057492 3 troisième axe Y est le deuxième axe horizontal perpendiculaire aux deux premiers. Par ailleurs, le palier de fixation selon l'invention est conçu pour remplacer un palier de fixation classique monté 5 sur le bras de support longitudinal d'un train arrière. De préférence, le train arrière a une structure en H comprenant une traverse reliant deux bras longitudinaux opposés de support pour roues arrière. Il s'agit donc d'un moyen de mesure simple à mettre en place et peu coûteux. 10 Le palier de fixation selon l'invention peut optionnellement comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : le premier moyen de mesure des efforts est selon trois axes différents et le deuxième moyen de mesure des 15 efforts est selon deux axes différents ; à titre d'exemple, le premier moyen de mesure permet de déterminer les efforts selon les trois axes X, Y et Z tandis que le deuxième moyen de mesure permet de déterminer les efforts selon les deux axes X et Z. le premier moyen de mesure comprend une cale de 20 saturation mise en appui sur sa plaque de support usinée ; ainsi, la cale permet une saturation axiale selon l'axe Y d'une articulation élastique, un élément situé entre la traverse et le bras longitudinal de support du train arrière, - la cale de saturation a une forme tronconique ; 25 - les premier et deuxième moyens de mesure sont parallèles l'un à l'autre; le palier de fixation comprend un moyen de liaison destiné à relier lesdits moyens au bras longitudinal de support; 30 le moyen de liaison est constitué d'un premier trou lisse pratiqué au niveau du premier moyen de mesure et d'un deuxième trou lisse pratiqué au niveau du deuxième moyen de 3057492 4 mesure, les premier et deuxième trous lisses étant en regard l'un de l'autre. L'invention concerne également un train arrière portant un palier de fixation avec au moins une des caractéristiques 5 précédentes. L'invention concerne aussi un véhicule automobile comportant un tel train arrière. Liste des figures La figure 1 représente une vue en perspective du palier de fixation selon l'invention ; 10 La figure 2 représente une vue arrière du palier de fixation selon la figure 1 équipée d'une cale de saturation; La figure 3 et la figure 4 représentent respectivement une face interne et un côté d'un premier moyen de mesure du palier de fixation de la figure 1 ; 15 La figure 5 représente une face externe d'un deuxième moyen de mesure du palier de fixation de la figure 1; La figure 6 représente une vue en perspective du palier de fixation de la figure 1 et d'une partie d'un bras de support longitudinal pour roue arrière. 20 Description détaillée de l'invention Sur la figure 1, un palier de fixation 1 selon l'invention comprend un premier 10 et un deuxième 20 moyen de mesures des efforts selon au moins deux axes différents, ci-après appelé un premier 10 et un deuxième 20 moyens de mesure. 25 Le premier moyen de mesure 10 est conçu pour mesurer les efforts Fxtrir Fytriet Fztri selon trois axes X, Y et Z : Le deuxième moyen de mesure 20 est conçu pour mesurer les efforts Fxbi et Fzbi selon deux axes X et Z. Pour rappel, on définit l'axe X un des axes horizontaux 30 du véhicule, l'axe Z l'axe vertical du véhicule lorsque celui- ci est à l'arrêt sur une surface plane. Un deuxième axe horizontal Y est perpendiculaire aux deux derniers axes. Les axes X, Y et Z sont illustrés à la figure 1. Les termes 3057492 5 « avant » et « arrière » sont définis par rapport à l'axe X, et de manière conventionnelle le terme « avant » désigne l'avant du véhicule quand celui-ci est en mouvement. Le terme « transversal » est défini par rapport à l'axe Y et les termes 5 « inférieur » et « supérieur » sont définis par rapport à l'axe Z. Le premier moyen de mesure 10 est constitué d'une première plaque de support 11 et de plusieurs capteurs 17 fixés sur la première plaque 11. La première plaque de support 11 10 est disposée verticalement, c'est-à-dire parallèle à l'axe Z. La première plaque de support 11, réalisée par usinage, comprend un réseau 12 relié de part et d'autre à une ailette 16 dirigée vers l'extérieur comme illustré aux figures 3 et 4. Le réseau 12 présente un motif particulier avec des branches 15 verticales 13 et horizontales 14 espacées les unes des autres et une partie d'entre elles est reliée à un carré central 15. De façon similaire, la deuxième moyen de mesure 20 est constitué d'une deuxième plaque de support 21 usinée et de plusieurs capteurs 27 fixés sur la deuxième plaque 21. La 20 deuxième plaque de support 21 présente un motif différent de celui de la première plaque de support 11. Il comporte des zones dépourvues de matière 22 en forme de cercle, en forme de dôme, ou encore en forme d'un triangle avec des sommets arrondis. A la différence de la première plaque de support 11, 25 la deuxième plaque de support 21 est une plaque plane et ne comprend pas d'ailettes. Les premier 10 et deuxième 20 moyens de mesure sont reliés à une pièce intermédiaire 30, appelée platine. La platine 30, mise à l'horizontale dans le véhicule, est reliée 30 par vissage aux premier 10 et deuxième 20 moyens de mesure. Dans cet exemple, des vis 3 utilisées pour relier ces pièces entre elles sont fraisées de manière que la face supérieure 32 de chacune de ces vis 3 affleure la face supérieure 31 de la 3057492 6 platine. Ainsi, le palier de fixation 1, une fois assemblée, comprend une surface supérieure plane 19. La platine 30 peut avoir une forme différente en fonction de la structure du plancher. 5 Le palier de fixation comprend un point de référence 0 situé à égale distance, selon la direction transversale Y, de la première et de la deuxième plaque de support 11 et 21. Les première et deuxième plaques de support 11 et 21 sont obtenues par usinage, par exemple par découpe laser. Elles 10 peuvent être réalisées en d'autres matières convenables. Sur la figure 2, une cale de saturation 40 est montée fixe sur la première plaque de support 11. La cale 40 est, ici, collée au carré central 15 de la première plaque 11. Dans cet exemple, la cale 40 a une forme tronconique avec une petite 15 base et une grande base 41. La petite base (non visible sur la figure 2) est en contact avec la première plaque de support 11. Le palier de fixation 1 comprend en outre un moyen de liaison au bras longitudinal de support pour roue arrière. Le 20 moyen de liaison est constitué d'un premier trou lisse 18 réalisé au niveau de la première plaque du support 11 et d'un deuxième trou lisse 28 réalisé au niveau de la deuxième plaque du support 21. Ces trous lisses 18 et 28 sont en regard l'un l'autre. 25 Comme illustré à la figure 4 et à la figure 5, des capteurs de déformation 17, 27 sont disposés de façon irrégulière sur les première et deuxième plaques de support 11 et 21. Dans l'exemple illustré, les capteurs de déformation 17, 27 sont des jauges d'extensomètre. D'autres types de 30 capteur permettant de mesurer des déformations sont envisageables. Pour la première plaque de support 11, les capteurs de déformation 17 sont placés sur la face interne 19 et en 3057492 7 particulier sur les branches verticales 13 et horizontales 14 du réseau 12. Aucun capteur n'est mis sur le carré central car celui-ci sert de point de référence et il n'y a donc pas de déplacement. Dans la présente description, on entend par « la 5 face interne » de la première plaque de support 11 la face qui est en regard de la deuxième plaque de support 12 et on entend par « la face externe » la face opposée qui est dirigée vers l'extérieure. La même définition s'applique pour la deuxième plaque de support 12. 10 Pour la deuxième plaque de support 12, les capteurs de déformation 27 sont collés au bord de chaque zone dépourvue de matière 22 comme cela est représenté à la figure 5. Les capteurs 17 et 27 sont fixés par collage aux plaques de support 11 et 21. 15 D'autres manières de disposer des capteurs de déformation 17, 27 sur chacune des plaques de support sont envisageables tant qu'elle permet aux capteurs de mesurer les déformations nécessaires pour le calcul les efforts. Sur la figure 6, le palier de fixation 1 est monté sur 20 une articulation élastique 52 à l'extrémité avant 51 du bras longitudinal de support 5. Une vis de fixation 6 assemble ces pièces en passant par les premier et deuxième trous lisses 18, 28 et l'axe principal de l'articulation élastique 52. L'ensemble du palier de fixation 1 et l'extrémité avant 51 du 25 bras est monté pivotant par rapport à la caisse du véhicule (non illustrée). Lorsque le véhicule est dans une condition de roulage (accélération, freinage, ou en déplacement simple), les efforts subis par les roues arrière sont transmis au train arrière, 30 donc à l'articulation élastique 52 à l'extrémité avant 51 de chacun des bras de support 5. A l'aide du palier de fixation 1 selon l'invention, les efforts transmis à l'articulation élastique 52 sont mesurés. 3057492 8 Un exemple de calcul des efforts et des moments de torsion est détaillé ci-après pour l'exemple illustré. L'effort longitudinal Fx suivant l'axe X, est la somme des efforts longitudinaux Fxtri et Fxbimesurés respectivement 5 par les premier et deuxième moyens de mesure 10 et 20. De la même manière, l'effort vertical Fz est la somme des efforts verticaux Fztri et Fzbi mesurés respectivement par les premier et deuxième moyens de mesure 10 et 20. Dans l'exemple illustré, l'effort transversal Fy est 10 obtenu à partir des données fournies par les moyens de mesure 10 et 20 avec un facteur de correction qui peut être déterminée par une étape d'étalonnage connue. Le moment de torsion par rapport à l'axe X est calculé à partir des efforts verticaux Fztri et Fzbi suivant la formule 15 ci-après : MX= (Fz tr *L1) + (Fz bi*L2) avec Li : la distance entre la première plaque de support et le point de référence 0 ; L2 : la distance entre la deuxième plaque de support et 20 le point de référence O. De la même façon, le moment de torsion par rapport à l'axe Z est calculé à partir des efforts longitudinaux Fxtri et Fxbi suivant la formule ci-après : MZ= (Fx tri *L1) + (Fx bi*L2) 25 Bien entendu, les calculs peuvent être différents en fonction de la géométrie du palier de fixation. REVENDICATIONS1. Palier de fixation (1) destiné à relier un bras longitudinal de support (5) pour roue arrière à un châssis de 5 véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend - un premier (10) et un deuxième (20) moyens de mesure des efforts exercés sur ledit palier de fixation (1) selon au moins deux axes différents, lesdits moyens (10,20) comprenant chacun une plaque de support usinée (11, 21) sur 10 laquelle sont fixés des capteurs de déformation (17, 27) ; et - une pièce intermédiaire (30) reliant le premier (10) au deuxième (20) moyen de mesure. 2. Palier de fixation (1) selon la revendication 1, 15 caractérisé en ce que le premier moyen de mesure (10) des efforts est selon trois axes différents et le deuxième moyen de mesure (20) des efforts est selon deux axes différents. 3. Palier de fixation (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier moyen de mesure (10) comprend 20 une cale de saturation (40) mise en appui sur sa plaque de support usinée (11). 4. Palier de fixation (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la cale de saturation (40) a une forme tronconique. 25 5. Palier de fixation (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les premier (10) et deuxième (20) moyens de mesure sont parallèles l'un à l'autre. 6. Palier de fixation (1) selon l'une des 30 revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de liaison (18, 28) destiné à relier lesdits moyens au bras longitudinal de support (5). 3057492 10 7. Palier de fixation (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen de liaison est constitué d'un premier trou lisse (18) pratiqué au niveau du premier moyen de mesure (10) et d'un deuxième trou lisse (28) pratiqué au niveau du deuxième moyen de mesure (20), les premier (18) et deuxième (28) trous lisses étant en regard l'un de l'autre. 8. Train arrière comportant un palier de fixation (1) selon l'une des revendications précédentes. 9. Véhicule automobile comportant le train arrière selon la revendication 8.