FR2459965A1 - Rolling road test of vehicle brakes - utilises piezo-electric element coupled to jack activated by beam on roller which receives braking force from wheel - Google Patents

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    • G01L5/282Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for testing brakes the vehicle wheels cooperating with rotatable rolls

Abstract

The brakes of a car are checked via the wheels and rollers. A piezo resistive element between jack assemblies and the rollers ensures that the braking effort is recorded with a time response which is independent of temp. Pairs of rollers (1-4) for vehicle wheels are driven by axles (6) and chains (5) from an electric motor (7) and gear assembly (8). A beam (11) on each gear assembly receives the braking force from the partic. wheel. This action is applied to hydraulic jacks (15) to which piezoelectric elements (16) are coupled. These elements are connected to amplifier circuits (17) powered from stabilised power supplies (18). The amplifier outputs drive recording instrumentation (21) in which a pointer (22) moves over a scale to indicate braking effort.

Description

La présente invention a pour objet un banc d'essai pour le contrôle du freinage de véhicules automobiles. The present invention relates to a test bench for controlling the braking of motor vehicles.

Le ba--e vise par l'inventio-- comporte deux paires de rouleaux destinées à recevoir deux roues du véhicule à contraler, reliées à des moteurs dtertrainement et pouvant être freinees par les freins du véhicule, ainsi que deux fléaux associés chacun à une paire de rouleaux pour transmettre les couples de freinage produits à un dispositif électronique de mesure et d'enregistrement de ceux-ci. The ba - e aimed by the inventio-- comprises two pairs of rollers intended to receive two wheels of the vehicle to be controlled, connected to drive motors and being able to be braked by the brakes of the vehicle, as well as two flails each associated with a pair of rollers for transmitting the braking torques produced to an electronic device for measuring and recording these.

On connaît diverses réalisations de bancsd'essaispour le contr8le du freinage. Un premier banc connu est ainsi pourvu de deux vérins hydrauliques reliés chacun à l'un des fléaux pour recevoir les efforts de freinage transmis par ceux-ci, et ces deux vérins sont reliés au pupitre de mesure par un système de tuyauteries. Le temps de réponse de ce dispositif hydraulique est nécessairement variable en fonction de la température de lthuile, ce qui présente un inconvénient évident. En outre, il est encombrant et onéreux. Various embodiments of test benches for braking control are known. A first known bench is thus provided with two hydraulic cylinders each connected to one of the flails to receive the braking forces transmitted by them, and these two cylinders are connected to the measurement console by a system of pipes. The response time of this hydraulic device is necessarily variable depending on the temperature of the oil, which has an obvious drawback. In addition, it is bulky and expensive.

On tonnait également un autre banc de mesure, décrit dans la demande de brevet français nO 78 21759 (nO de publication 2 399 015), dans lequel des jauges de contrainte extensométriques sont fixées sur des lames métalliques qui subissent une flexion provoquée par les couples de freinage. La déformation des jauges de contrainte corrélative à la flexion des lames-support est transformée en une grandeur électrique représentative du couple de freinage de la roue. Another measurement bench, described in French patent application No. 78 21759 (publication No. 2,399,015), was also thundered, in which strain strain gauges are fixed on metal blades which undergo a bending caused by the couples of braking. The deformation of the strain gauges correlative to the bending of the support blades is transformed into an electrical quantity representative of the braking torque of the wheel.

Ce dispositif présente le désavantage de fournir des réponses trop brutales ou pointues aux pics de déformation des lames, ce qui entraîne des sauts brutaux des aiguilles de l'appareil enregistreur. This device has the disadvantage of providing too brutal or sharp responses to peaks of deformation of the blades, which causes sudden jumps of the needles of the recording device.

Dans une autre réalisation connue, on mesure l'effort de freinage en désermirart la puissance absorbée correspondante au moteur, comme cela est écrit dans le brevet français 69 03 986. Mais les courbes de puissance obtenues varient en fonction des fluctuations de la tension d'alimetation, ce qui entraîne une imprécision importante de la mesure. In another known embodiment, the braking force is measured in the dermirart the absorbed power corresponding to the motor, as written in French patent 69 03 986. But the power curves obtained vary according to fluctuations in the voltage of power supply, which results in significant inaccuracy of the measurement.

On connaît encore un autre banc d'essai, décrit dans le certificat d'utilité français n 74 36 946, qui comporte des sondes munies de potentiomètres, et associées à des - fléaux, ainsi qu'à des galvanomètres enregistreurs. Another test bench is also known, described in the French utility certificate n 74 36 946, which comprises probes provided with potentiometers, and associated with plagues, as well as with recording galvanometers.

Ce dispositif présente le meme inconvénient que celui à jauges de contrainte, l'absence d'amortissement provoquant des déplacements brutaux et de grande amplitude de l'aiguille de l'appareil enregistreur à chaque à-eoup des efforts de freinage. This device has the same drawback as that with strain gauges, the absence of damping causing sudden and large amplitude displacements of the needle of the recording apparatus each time the braking forces are applied.

L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en réalisant un appareil capable de fournir des mesures précises, fiables et sans déplacements brutaux des aIguilles de l'appareil enregistreur. The invention aims to remedy these drawbacks by providing an apparatus capable of providing precise, reliable measurements without sudden movements of the needles of the recording apparatus.

A cet effet, le banc d'essai pour le contrôle du freinage de véhicules automobiles visé par l'invention, comprend, en combinaison pour chaque fléau, un vérin hydraulique relié à l'extrémité dudit fléau pour recevoir l'effort de freinage de la roue correspondante, et un eapteur piézorésistif directement raccordé au vérin, apte à transformer la pression exercée par ledit vérin en une tension électrique amplifiée et enregistrée par le dispositif électronique. To this end, the test bench for controlling the braking of motor vehicles covered by the invention comprises, in combination for each beam, a hydraulic cylinder connected to the end of said beam to receive the braking force from the corresponding wheel, and a piezoresistive sensor directly connected to the jack, capable of transforming the pressure exerted by said jack into an amplified electric voltage and recorded by the electronic device.

Les capteurs piézorésistifs, éléments connus en soi dans d'autres applications, remplacent avantageusement le système de tuyauterieshydrauliquescoopérant avec les vérins dans la réalisation connue mentionnée ci-dessus. En effet, leur temps de réponse est pratiquement indépendant de la température ambiante dans la fourchette de températures habituelle. De plus, ils réduisent considérablement lteneombrement de l'appareillage nécessaire grâce à la suppression des tuyauteries. Piezoresistive sensors, elements known per se in other applications, advantageously replace the system of hydraulic piping co-operating with the jacks in the known embodiment mentioned above. In fact, their response time is practically independent of the ambient temperature in the usual temperature range. In addition, they considerably reduce the size of the equipment required by eliminating the pipes.

D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre. Au dessin annexé, donnée à titre d'exemple non limitatif, on a représenté une forme de réalisation du banc d'essai selon l'invention. Other features and advantages of the invention will appear during the description which follows. In the accompanying drawing, given by way of nonlimiting example, there is shown an embodiment of the test bench according to the invention.

- La figure unique annexée, comporte d'une part une vue en perspective partielle du banc conforme à l'invention, et un schéma électrique du circuit de mesure des efforts de freinage. - The single appended figure comprises on the one hand a partial perspective view of the bench according to the invention, and an electrical diagram of the circuit for measuring the braking forces.

On voit sur la figure que le banc d'essai pour le contrôle du freinage de véhicules automobiles, de tourisme aussi bien que poids lourds visé par l'invention, comporte deux paires de rouleaux destinées à recevoir deux roues du véhicule à contrôler, à savoir une première paire comprenant un rouleau arrière droit 1 associé à un rouleau avant droit 2, et une seconde paire comprenant un rouleau arrière gauche 3 associé à un rouleau avant gauche 4. Les deux rouleaux de chaque paire sont reliés par une ehalne d'entrai- nement 5, 5Z, elle-même en prise avec l'axe 6, 6t du rouleau arrière 1, 3.Ces axes 6, 6' peuvent être entraînés en rotation chacun par un moteur électrique 7, 7' associé à un réducteur 8, 8', les extrémités des axes 6, 6' reposant sur le bâti 9, 9' du banc. It can be seen in the figure that the test bench for controlling the braking of motor vehicles, passenger as well as heavy goods vehicles covered by the invention, comprises two pairs of rollers intended to receive two wheels of the vehicle to be checked, namely a first pair comprising a right rear roller 1 associated with a right front roller 2, and a second pair comprising a left rear roller 3 associated with a left front roller 4. The two rollers of each pair are connected by a drive axle 5, 5Z, itself engaged with the axis 6, 6t of the rear roller 1, 3. These axes 6, 6 'can be rotated each by an electric motor 7, 7' associated with a reduction gear 8, 8 ', the ends of the axes 6, 6' resting on the frame 9, 9 'of the bench.

Les moteurs d'entrainement 7, 7' sont montés en bascule elles réducteurs correspondants droit (8) et gauche (8') supportent respectivement un fléau droit 1 1 et un fléau gauche 11', qui reçoivent donc les efforts de freinage exercés par les roues du véhicule sur les rouleaux 1, 2, 3, 4 parl'intermédiaire des axes 6, 6'. Entre les deux rouleaux de chaque paire, est disposé un rouleau témoin droit 12, et gauche 12', relié à un système électronique 13, 13' avec interposition de capteurs électromagnétiques 14, 14'. Ce système permet de façon connue en soi, d'envoyer aux moteurs 7, 7t des impulsions provenant des capteurs électromagnétiques 14, 14', qui coupent individuellement les deux moteurs 7, 7' lorsque le seuil de blocage de la roue correspondante est atteint, c'est-à-dire lorsque la différence de vitesses entre la roue et les rouleaux correspondants atteint une valeur prédéterminée.The drive motors 7, 7 'are mounted on a rocker, their corresponding right (8) and left (8') reducers respectively support a right beam 1 1 and a left beam 11 ', which therefore receive the braking forces exerted by the vehicle wheels on rollers 1, 2, 3, 4 through the axes 6, 6 '. Between the two rollers of each pair, is arranged a right control roller 12, and left 12 ', connected to an electronic system 13, 13' with interposition of electromagnetic sensors 14, 14 '. This system makes it possible, in a manner known per se, to send impulses coming from electromagnetic sensors 14, 14 'to the motors 7, 7t, which cut the two motors 7, 7' individually when the blocking threshold of the corresponding wheel is reached, that is to say when the speed difference between the wheel and the corresponding rollers reaches a predetermined value.

Conformément à la caractéristique essentielle de l'invention, le banc d'essai comprend, en combinaison pour chaque fléau 11, 11 ':
a ) un vérin hydraulique 15, 15' relié à l'extrémité dudit fléau 11, 11' pour recevoir l'effort de freinage de la roue correspondante,
b ) et un capteur piézorésistif 16, 16' directement raccordé auxvérins respectifs 15, 15'.
In accordance with the essential characteristic of the invention, the test bench comprises, in combination for each beam 11, 11 ':
a) a hydraulic cylinder 15, 15 ′ connected to the end of said beam 11, 11 ′ to receive the braking force from the corresponding wheel,
b) and a piezoresistive sensor 16, 16 'directly connected to the respective actuators 15, 15'.

Chaque capteur piézorésistif 16, 16' comporte de façon connue un fil métallique conducteur dont la résistance électrique est fonction de la pression appliquée à l'entrée du capteur par le vérin associé 15, 15'. Ces capteurs 16, 16' sont aptes à transformer la pression exercée par le vérin en une tension électrique, qui est amplifiée et enregistrée par le dispositif électroniquede mesure et d'enregistrement des couples de freinage. Each piezoresistive sensor 16, 16 ′ comprises, in a known manner, a conductive metal wire whose electrical resistance is a function of the pressure applied to the input of the sensor by the associated jack 15, 15 ′. These sensors 16, 16 ′ are capable of transforming the pressure exerted by the jack into an electric voltage, which is amplified and recorded by the electronic device for measuring and recording braking torques.

Chaque capteur piéserésistif 16, 16' est ainsi relié a un amplificateur 17 (amplificateur droit) et 17' (amplificateur gauche),lui-mme connecté respectivement à un bloc d'alimentation stabilisé(droit)18, et 18' (gauche). Ceux-ci sont reliés aux amplificateurs 13 et 13' avec interposition d'interrupteurs 19, 19'. Each piezo-resistive sensor 16, 16 'is thus connected to an amplifier 17 (right amplifier) and 17' (left amplifier), itself connected respectively to a stabilized power supply unit (right) 18, and 18 '(left). These are connected to amplifiers 13 and 13 'with interposition of switches 19, 19'.

les amplificateurs 17, 17' sont d'autre part reliés à un appareil indicateur 21 comportant un cadran muni de deux aiguilles 22, 22', indicatrices des efforts de freinage respectivement pour la roue droite et pour la roue gauche. the amplifiers 17, 17 'are also connected to an indicator device 21 comprising a dial provided with two hands 22, 22', indicative of the braking forces respectively for the right wheel and for the left wheel.

Enfin, le banc est équipé d'un enregistreur électronique 23 relié aux amplificateurs 17, 17' et à l'appareil indicateur 21, cet enregistreur pouvant délivrer de-façon connue en soi, un ticket sur lequel est indiqué
- l'effort de freinage de la roue droite,
- l'effort de freinage de la roue gauche,
- le pourcentage de déséquilibre de freinage entre les roues droite et gauche.
Finally, the bench is equipped with an electronic recorder 23 connected to the amplifiers 17, 17 'and to the indicating device 21, this recorder being able to deliver in a manner known per se, a ticket on which is indicated
- the braking force of the right wheel,
- the braking force of the left wheel,
- the percentage of braking imbalance between the right and left wheels.

La flèche F portée à gauche sur la figure indique l'orien- tation du véhicule, dont l'avant est dirigé dans le sens de la flèche, de sorte que ses roues droites peuvent prendre place successivement sur la paire de rouleaux 1, 2, tandis que ses roues gauches vont sur les rouleaux 3, 4. The arrow F carried on the left in the figure indicates the orientation of the vehicle, the front of which is directed in the direction of the arrow, so that its straight wheels can take place successively on the pair of rollers 1, 2, while its left wheels go on rollers 3, 4.

le banc d'essai qui vient d'entre décrit fonctionne de la manière suivante
- le véhicule étant placé sur les rouleaux 1, 2, 3, 4 et les moteurs 7, 7' d'entraînement de ceux-ci étant mis en route, on actionne le frein du véhicule.
the test bench which comes from between described works in the following way
- the vehicle being placed on the rollers 1, 2, 3, 4 and the motors 7, 7 'for driving them being started, the brake of the vehicle is actuated.

les moteurs 7, 72 étant montés en bascule sur le ehtssis 9, 9', l'effort de freinage de chacune des roues est rasmis au vérin hydraulique correspondant 15, 15' par l'intermédiaire du fléau 11, 11'.Les variations brutales des efforts transmis par les fléaux 11, 11' sort amorties par les vérins hydrauliques 15, 15', qui transmettent à leur tour les pressions aux capteurs piéso resisitifs 16, 16z. eux-ci répondent instantanément aux sollicitations de pression reçues en transformant cellesbeien une tension électrique amplifiée par les amplificateurs 17, 17', et qui varie en fonction de la résistance des capteurs 16, 16', elle-mêne corré- lative aux vari-io--s de pression transmises par les vérins 15, 15'. the motors 7, 72 being mounted on the rocker on the ehtssis 9, 9 ', the braking force of each of the wheels is transmitted to the corresponding hydraulic cylinder 15, 15' via the beam 11, 11 '. forces transmitted by the flails 11, 11 'come out damped by the hydraulic cylinders 15, 15', which in turn transmit the pressures to the piezo-resisitive sensors 16, 16z. these respond instantly to the pressure stresses received by transforming them into an electrical voltage amplified by the amplifiers 17, 17 ', which varies according to the resistance of the sensors 16, 16', which in turn is correlative to the vari-io - pressure s transmitted by the cylinders 15, 15 '.

Les efforts de freinage mesurés par le dispositif électronique(17, 17', 18, 18')sont lus sur l'appareil indicateur 21 sans que les aiguilles 22, 22' de celui-ci ne subissent de saut brutal consécutivement à des variations subites des efforts de freinage transmis par les fléaux 11, 11'. The braking forces measured by the electronic device (17, 17 ', 18, 18') are read on the indicating device 21 without the needles 22, 22 'of the latter undergoing a sudden jump following sudden variations braking forces transmitted by the flails 11, 11 '.

Ce résultat avantageux est obtenu par la combinaison des vérins hydrauli-ues 15, 15' et des capteurs piésorésistifs 16, 16'. En effet, les vérins assurent un amortissement des varia tions brutales d'efforts de freinage, qui évite les oscillations
sans déformation des signaux brutales des aiguilles indicatrices 22, 22',/Complémentairement, les capteurs 16, 16' transmettent la pression reçue de façon pratiquement indépendante de la température, leur dérive étant en effet seulement de 1 fo entre 10 et 50 degrés C, et leur sensibilité étant d'environ 0, 02 ffi par degré C.
This advantageous result is obtained by the combination of hydraulic cylinders 15, 15 'and piezoresistive sensors 16, 16'. In fact, the jacks provide damping of sudden variations in braking forces, which prevents oscillations
without deformation of the brutal signals of the indicator needles 22, 22 ', / In addition, the sensors 16, 16' transmit the pressure received in a manner practically independent of the temperature, their drift being in fact only 1 fo between 10 and 50 degrees C, and their sensitivity being about 0.02 ffi per degree C.

L'ensemble électronique 23 permet de mémoriser les efforts de freinage, les deux aiguilles 22, 22' restant bloquées. The electronic assembly 23 makes it possible to memorize the braking forces, the two needles 22, 22 'remaining blocked.

Après remise à zéro, on peut effectuer un nouveau cycle de mesure.After resetting to zero, a new measurement cycle can be carried out.

Comme indiqué précédemment, le dispositif électronique complémentaire 13, 13' permet, par l'intermédiaire des rouleaux témoins12, t2' de couper l'alimentation des moteurs 7, 7' lorsque le seuil de blocage des roues est atteint. As indicated previously, the complementary electronic device 13, 13 ′ allows, by means of the indicator rollers 12, t2 ′ to cut the power supply to the motors 7, 7 ′ when the wheel locking threshold is reached.

On vérifie l'étalonnage du banc de freinage selon l'invention de préférence au moyen d'un bras pouvant s'adapter sur les fléaux 11, 11'. A l'extrémité de ce bras, on accroche un poids correspondant à une valeur déterminée sur le cadran de l'appareil indicateur 21. Cette valeur est obtenue en appuyant sur U boutonpoussoir point test" de la roue gauche ou droite, se trouvant à l'arrière et à l'intérieur du pupitre de commande. The calibration of the braking bench according to the invention is preferably checked by means of an arm which can be adapted to the flails 11, 11 ′. At the end of this arm, a weight corresponding to a determined value is hung on the dial of the indicating device 21. This value is obtained by pressing the test point push button on the left or right wheel, located at the rear and inside the control panel.

Cette vérification remplace avantageusement la vérification hydraulique au moyen d'un manomètre, qui comporte des risques d'erreurs en cas de dérèglage du manomètre, et davantage de manipulations. This verification advantageously replaces the hydraulic verification by means of a pressure gauge, which carries the risk of errors in the event of the pressure gauge being adjusted, and more manipulation.

L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et peut comporter des variantes d'exécution.  The invention is not limited to the embodiment described and may include variant embodiments.

Claims (2)

REVENiICATIONSREVENiICATIONS 1 - Earc d'essai pour le contrôle du freinage de véhicules automobiles, comportant deux paires de rouleaux destinées à recevoir deux roues du véhicule à contrôler, reliées à des moteurs d'entrainement et pouvant être freinées par les freins du véhicule, deux fléaux associés chacun à une paire de rouleaux pour transmettre les efforts de freinage produits à un dispositif électronique de mesure et d'enregistrement de eux-ci, earaetérisé par le fait qu'il comprend en combinaison pour chaque fléau, un vérin hydraulique relié à l'extrémité dudit fléau pour recevoir l'effort de freinage de la roue correspondante, et un capteur piézorésistif directement raccordé au vérin, apte à transformer la pression exercée par ledit vérin en une tension électrique, amplifiée et enregistrée par le dispositif électronique. 1 - Test arc for braking control of motor vehicles, comprising two pairs of rollers intended to receive two wheels of the vehicle to be checked, connected to drive motors and capable of being braked by the vehicle brakes, two associated flails each to a pair of rollers for transmitting the braking forces produced to an electronic device for measuring and recording them, which is achieved by the fact that, in combination for each beam, it comprises a hydraulic cylinder connected to the end of said beam to receive the braking force of the corresponding wheel, and a piezoresistive sensor directly connected to the jack, capable of transforming the pressure exerted by said jack into an electric voltage, amplified and recorded by the electronic device. 2 - Application des capteurs de pression piézorésistifs à un banc d'essai pour le contrôle du freinage de véhicules automobiles conforme à la revendication 1.  2 - Application of piezoresistive pressure sensors to a test bench for controlling the braking of motor vehicles according to claim 1.
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